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外电场对α-淀粉酶二级结构及其酶活性的影响

2020-12-01阅读(377)

外电场对α-淀粉酶二级结构及其酶活性的影响

论文摘要

电场生物效应经过几十年的研究,宏观生物效应及应用方面取得了巨大的成功。电场作用于生物系统的什么成分,特别是电场对生物体处理的原初作用机理目前了解较少,电场生物效应的研究中缺乏理论指导,这在一定程度上成为目前制约电场生物效应开发研究的主要因素。酶在生命活动过程中,扮演着极其重要的角色。酶蛋白的空间结构对酶的功能至关重要。α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,是一种重要的淀粉水解酶。本文以α-淀粉酶为研究对象,应用圆二色光谱技术研究不同电场处理条件对α-淀粉酶二级结构的影响,测定其酶活性,并对二级结构含量变化和酶活性之间的影响进行了讨论。实验研究结果表明:1.50Hz正弦半波整流电场作用α-淀粉酶,处理5分钟后,场强为2.0kV/cm、3.0kV/cm和5.0kV/cm时,无规卷曲含量显著性增加。处理10分钟后,场强为2.0kV/cm、3.0kV/cm、4.0kV/cm和5.0kV/cm时,无规卷曲含量显著性增加。酶活性没有显著性变化。2.50Hz正弦波电场作用α-淀粉酶,处理5分钟后,场强为3.0kV/cm时β-折叠含量显著降低,无规卷曲含量在场强2.0kV/cm、4.0kV/cm和5.0kV/cm时显著性增加;处理10分钟后,场强为3.0kV/cm时β-折叠含量显著性降低,无规卷曲含量在场强2.0kV/cm时显著增加,场强3.0kV/cm、4.0kV/cm和5.0kV/cm时极显著增加。酶活性没有显著性变化。3.电场作用使α-淀粉酶二级结构整体趋于无序化。4.50Hz正弦半波整流电场和50Hz正弦波电场作用α-淀粉酶后,电场长时间作用较短时间作用更容易对α-淀粉酶二级结构产生显著影响。5.α-淀粉酶的活性中心位于β-折叠结构上,β-折叠含量的变化没有导致α-淀粉酶活性的变化。其原因可能是电场作用对活性中心的构象没有影响。研究结果为阐明酶蛋白分子结构与功能之间的关系,揭示外电场对生物体的作用机理提供了实验基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 电场生物效应的研究现状
  • 1.1.1 电场宏观生物效应
  • 1.1.1.1 电场对植物的生物效应
  • 1.1.1.2.电场对动物的生物效应
  • 1.1.1.3.电场对微生物的生物效应
  • 1.1.2 电场生物效应微观机理研究
  • 1.1.2.1 电场对自由基活动的影响
  • 1.1.2.2 电场对酶活性的影响
  • 1.1.2.3 电场对生物细胞膜通透性的影响
  • 1.1.2.4 电场对遗传基因的影响
  • 1.2 本课题研究内容和意义
  • 1.3 蛋白质二级结构研究方法
  • 第二章 圆二色光谱基本概念及蛋白质二级结构计算方法
  • 2.1 圆二色光谱技术基本原理
  • 2.1.1 圆二色光谱
  • 2.1.1.1 椭圆偏振光的产生及光学活性物质的圆二色性
  • 2.1.1.2 蛋白质的圆二色性
  • 2.1.1.3 圆二色性大小的表示
  • 2.1.1.4 圆二色光谱仪工作原理
  • 2.1.1.5 圆二色光谱测量的样品制备及条件选择
  • 2.2 圆二色光谱分析及蛋白质二级结构计算
  • 2.2.1 CD数据拟合计算蛋白质二级结构的基本原理
  • 2.2.2 圆二色光谱数据拟合计算蛋白质二级结构的常用方法
  • 第三章 电场作用对α-淀粉酶二级结构及其酶活性的影响
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 实验材料
  • 3.1.2 实验设备
  • 3.1.3 实验方法
  • 3.1.3.1 实验样品制备与电场作用条件
  • 3.1.3.2 CD谱测试样品溶液制备
  • 3.1.3.3 酶活性的测定
  • 3.1.3.4 CD光谱的测定
  • 3.1.3.5 实验数据处理方法
  • 3.2 实验结果
  • 3.2.1 50Hz正弦半波整流电场对α-淀粉酶二级结构和酶活性的影响
  • 3.2.1.1 50Hz正弦半波整流电场对α-淀粉酶圆二色谱的影响
  • 3.2.1.2 50Hz正弦半波整流电场对α-淀粉酶二级结构的影响
  • 3.2.1.3 50Hz正弦半波整流电场对α-淀粉酶活性的影响
  • 3.2.1.4 50Hz正弦半波整流电场作用后α-淀粉酶二级结构含量变化与酶活性的关系
  • 3.2.2 50Hz正弦波电场对α-淀粉酶二级结构和酶活性的影响
  • 3.2.2.1 50Hz正弦波电场对α-淀粉酶圆二色谱的影响
  • 3.2.2.2 50Hz正弦波电场对α-淀粉酶二级结构的影响
  • 3.2.2.3 50Hz正弦波电场对α-淀粉酶活性的影响
  • 3.2.2.4 50Hz正弦波电场作用后α-淀粉酶二级结构含量变化与酶活性的关系
  • 3.3 讨论
  • 3.3.1 电场对α-淀粉酶二级结构的影响
  • 3.3.2 电场作用后α-淀粉酶二级结构含量变化与酶活性的关系
  • 3.3.3 电场处理酶产生的宏观生物效应
  • 第四章 结论
  • 第五章 参考文献
  • 致谢

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