基于磁鑷單分子操縱技術的蛋白質構象轉變動力學研究.pdf

1、磁鑷技術可以在單分子的尺度上對生物大分子進行長時間的穩(wěn)定力學拉伸實驗，因此對于研究蛋白質的構象轉變動力學問題提供了最為直接有效的方法和手段。本課題選用肌聯蛋白作為單分子實驗的目標蛋白。肌聯蛋白是一種典型的力學性蛋白。它連接肌小節(jié)的兩端，在肌肉的被動彈性及肌肉收縮中扮演極其重要的角色。之前關于肌聯蛋白的單分子力學研究主要是基于AFM單分子力譜。然而，由于AFM設備本身在穩(wěn)定性方面的限制，其之前研究的力學范圍多集中于100pN以上。因此，肌

2、聯蛋白在0-100pN區(qū)間的動力學數據至今仍是一片空白，而這個空白的區(qū)間正是生理學上的力的作用范圍。為了得到肌聯蛋白在人們最關心的生理力的條件下的力學反應數據，我們基于自主搭建的超穩(wěn)定磁鑷對肌聯蛋白在0-100pN的區(qū)間進行了動力學拉伸實驗并首次觀測到了肌聯蛋白折疊去折疊的平衡態(tài)位置。更為重要的是，我們發(fā)現一個十分反常的現象，在0-22pN這個小力的區(qū)間內，肌聯蛋白去折疊速率隨著力的增大而減小，換言之，肌聯蛋白隨著力增大而變得更加穩(wěn)定。

3、這個結果與我們宏觀下的直覺以及之前AFM力譜在大力下的測量結果是相反的。為此，我們發(fā)展了基于轉變態(tài)彈性的蛋白質去折疊理論模型，并成功解釋了這一現象。在以上的研究過程中，我所完善的使用磁鑷來研究蛋白質構象轉變的方法以及最后提出的考慮轉變態(tài)彈性的蛋白質去折疊理論都將對整個蛋白質動力學的研究產生很大的指導作用。
　　為了使本論文既能起到總結自己研究生期間的工作成果，又可以對以后的科學研究者起到切實的查閱指導作用，本文將有一定篇幅討論一些