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摘要：随着纳米材料在生物医学领域展示出越来越广阔的运用前景，探讨它们与生物活性分子、细胞及生物体之间的相互作用与影响，显得尤为重要。本课题组前期探讨发现，支链聚乙二醇功能化的氧化石墨烯（GO-PEG）能够选择性提升丝氨酸蛋白酶家族成员之一胰蛋白酶的活性与热稳定性，开拓了其在酶工程领域的潜在运用，但其和蛋白质（酶）之间的相互作用及机理尚缺乏相应的探讨。本论文在此基础上，通过荧光光谱浅析系统探讨了该GO-PEG和多种蛋白质（丝氨酸蛋白酶及其抑制剂）之间的相互作用，并对作用机理进行探讨。通过探讨发现，吸附于其上的蛋白质，GO-PEG能够选择性地转变其中部分蛋白质的构象，以而影响蛋白质的功能。首先，我们选择了两种同家族具有高度相似性的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶作为探讨对象。荧光光谱探讨表明，GO-PEG能够吸附这两种酶并导致其荧光的淬灭，但仅选择性地转变胰蛋白酶的构象，说明二者间发生了相互作用。进一步探讨结果表明，GO-PEG和胰蛋白酶之间的相互作用受离子强度的调节：随着离子强度的增加，胰蛋白酶的构象得到恢复，同时GO-PEG提升胰蛋白酶热稳定性的能力也随之消失,说明GO-PEG可能是通过静电作用和胰蛋白酶相互作用并转变胰蛋白酶的构象，以而影响其热稳定性。进一步实验表明GO-PEG表面氨基和羧基的比例与数量对其和胰蛋白酶之间的相互作用有直接影响。随后，我们探讨了GO-PEG对不同丝氨酸蛋白酶抑制剂的影响及相互作用。我们发现，在四种抑制剂中，GO-PEG能够选择性抑制Aprotinin的功能,降低其对胰蛋白酶及胰凝乳蛋白酶的抑制作用。荧光光谱探讨表明GO-PEG引起了Aprotinin构象的转变，以而使其失去了对丝氨酸蛋白酶的抑制作用。综上所述，本探讨为GO-PEG在酶工程上的运用进一步提供了论述依据，也能够为以后有目的地合成用于调节蛋白质结构和功能的纳米材料提供借鉴。关键词：功能化氧化石墨烯论文丝氨酸蛋白酶论文丝氨酸蛋白酶抑制剂论文蛋白质构象论文纳米生物界面论文
中文摘要4-5
Abstract5-10
第一章 绪论10-31
1.1 引言10
1.2 蛋白质概述10-16
1.2.1 蛋白质介绍10-11
1.2.2 稳定蛋白质构象的作用力11
1.2.3 探讨溶液中蛋白质构象的光谱学策略11-12
1.2.4 酶的介绍12-13
1.2.5 酶的运用13-16
1.2.6 酶的抑制剂16
1.3 纳米材料与蛋白质相互作用的探讨进展16-19
1.3.1 纳米材料的介绍16-17
1.3.2 金纳米颗粒与蛋白质相互作用的探讨17
1.3.3 二氧化硅纳米颗粒与蛋白质相互作用的探讨17-18
1.3.4 碳纳米管与蛋白质相互作用的探讨18
1.3.5 磁性纳米材料与蛋白质相互作用的探讨18-19
1.4 石墨烯及其衍生物探讨概述19-22
1.4.1 石墨烯介绍19
1.4.2 石墨烯及其衍生物在生物医学领域中的运用19-21
1.4.3 石墨烯及其衍生物与蛋白质相互作用的的探讨21-22
1.5 本课题的立题依据、作用和探讨内容22-23
1.5.1 立题依据、作用22-23
1.5.2 探讨内容23
9-402.3.3 GO-PEG 对丝氨酸蛋白酶长期稳定性的影响40-41
2.3.4 荧光检测 GO-PEG 和丝氨酸蛋白酶的相互作用41-43
2.3.5 荧光检测离子强度对 GO-PEG 和丝氨酸蛋白酶相互作用的影响43-44
2.3.6 GO-PEG 在不同离子强度中对丝氨酸蛋白酶热稳定性的影响44-46
2.3.7 荧光检测 PEG 和不同修饰的功能化氧化石墨烯对胰蛋白酶构象的影响46-48
2.4 结论48-49