抗冻蛋白热滞活性的二维吸附结合模型

论文摘要

本文研究了具有不同结构的抗冻蛋白在冰晶表面的结合平衡特性，得到了抗冻蛋白在冰晶表面的覆盖程度，并由抗冻蛋白在冰晶表面的覆盖度得到其热滞活性，讨论了抗冻蛋白分子的冰晶结合面与热滞活性关系以及结合抗冻蛋白后冰晶表面微观平衡结构的变化。 实验研究结果显示，由于抗冻蛋白分子的冰晶结合面与冰晶表面有特异的亲和性，溶液中的抗冻蛋白分子能选择冰晶的某些晶面并沿特定的方向吸附上去，这也是产生热滞现象的第一步；由于不同类型的抗冻蛋白分子具有不同的结构特点，所以它们在与冰晶表面吸附结合时所选择的晶面不同，抗冻蛋白分子的取向，及抗冻蛋白分子与冰晶复合体的结构特点也不尽相同。 由于不同结构类型的抗冻蛋白分子吸附结合在冰晶表面后对的冰晶生长抑制的具体细节不完全相同，因此精确描述不同结构类型的抗冻蛋白分子热滞活性的模型也应有一定区别。但所有抗冻蛋白分子产生热滞活性过程中的共同特性是：溶液中的抗冻蛋白分子要吸附结合在冰晶表面。而这部分吸附结合的抗冻蛋白分子是决定热滞活性关键因素。所以在已知浓度条件下确定抗冻蛋白分子在冰晶表面的吸附程度(用冰晶表面覆盖度θ表示)对于理解抗冻蛋白分子热滞活性的机理是重要的也是有普遍意义的。 根据抗冻蛋白分子在冰晶表面吸附结合的特点，我们给出一个抗冻蛋白分子在冰晶表面的二维吸附结合模型，得到了结合平衡方程，讨论了方程的适用条件，并计算分析了一组具有不同α—螺旋结构片段数的AFPI分子的热滞活性，得到了它们的热滞活性随溶液浓度变化的规律，特别是得到了热滞活性与AFPI分子的α—螺旋结构片段数的关系，所得结果与实验结果相符。结果显示，抗冻蛋白在冰晶表面的覆盖度是影响其热滞活性的一个重要因素。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外研究现状
• 1.2 本文主要研究内容及安排
• 第二章 抗冻蛋白热滞活性的二维点阵面结合模型
• 2.1 配体与一维均匀点阵链结合的特性
• 2.1.1 配体与一维点阵链结合的平衡方程
• 2.1.2 有限长点阵链的边缘效应
• 2.2 配体与二维均匀点阵面结合的特性
• 2.2.1 配体与二维点阵面结合的平衡方程
• 2.2.2 有限大点阵面的边缘效应
• 2.3 抗冻蛋白分子二维点阵面结合模型
• 2.3.1 AFPI的热滞活性
• 2.3.2 结果讨论
• 第三章 抗冻蛋白变体在冰晶表面的混合覆盖度及其热滞活性
• 3.1 抗冻蛋白变体混合吸附的覆盖度及热滞活性
• 3.2 AFPIII分子及AFPIII变体混合的热滞活性
• 3.3 结果讨论
• 第四章 二维点阵面结合模型的进一步讨论
• 4.1 理论模型
• 4.2 昆虫抗冻蛋白的热滞活性
• 4.3 结果讨论
• 第五章 抗冻蛋白对冰晶表面平衡结构的影响
• 5.1 有抗冻蛋白结合的冰晶表面微观平衡结构
• 5.1.1 界面的平衡结构
• 5.1.2 结合抗冻蛋白的冰晶界面的平衡结构
• 5.2 计算结果与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间作者完成论文目