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海藻糖穩定蛋白質的保護機制

更新時間:2022-11-03   點擊次數:2698次
  海藻糖是一種天然的滲透調節物質,被認為是一種出色的蛋白質穩定劑,它能幫助酶在溶液中甚至是凍干狀態下保持活性。
  
  為詳細了解海藻糖的保護機制,我們研究了海藻糖在五種特征鮮明、物化性質不一的蛋白質溶液中的熱穩定性。其中,RNaseA用作模型酶來分析在高溫孵育時海藻糖在保存酶活性上的作用。
  
  溶液pH2.5時,2M海藻糖能使相變溫度上升,RNase的Tm增加多達18℃,吉布斯自由能增加4.8kcal/mol。所有五種蛋白質海藻糖溶液的蛋白質變性熱容(ΔCp)降低了。
  
  ΔG的增加和ΔCp的降低共同使穩定曲線(ΔGvs.T)上升并拓寬,指向了海藻糖穩定蛋白質的機制。我們還觀察到了這幾種蛋白質溶液熱穩定性與表面張力直接的關聯,Wyman連鎖分析指出在1.5M濃度,4-7個海藻糖分子會在蛋白質變性時從蛋白質分子周圍排除。
  
  我們還發現肽鏈長度決定了蛋白質在藻糖存在時的穩定性增加。pH依賴性數據顯示,雖然蛋白質帶點性質影響很大,海藻糖因其相比其他糖類在改善溶劑水的結構和特性更出色的表現,海藻糖仍能作為一種泛用的蛋白質結構穩定劑。
  
  根據平衡常數K評估蛋白質熱變性曲線的熱動力參數,用于N⇔D兩態可逆轉換,其中N代表蛋白質天然狀態,D代表變性后狀態。
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