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β-淀粉样多肽(Aβ)的自聚集是诱发阿尔兹海默症的一个重要因素,不同结构的Aβ集体具有不同的神经毒性,因此调控Aβ聚集行为是预防和治疗阿尔兹海默症的可能途径之一,而利用表面活性剂是调控Aβ集行为的一个有效途径。本论文通过ThT荧光光谱、傅里叶红外光谱、圆二色光谱、原子力显微镜和透射电镜等手段,研究了四聚表面活性剂以及基于Aβ片段的肽表面活性剂与淀粉样多肽Aβ(1-40)之间的相互作用,探讨了不同表面活性剂调控多肽Aβ(1-40)聚集行为的规律和机理,取得的主要研究进展如下:
1.利用四聚阳离子表面活性剂PATC在低于临界胶束浓度(CMC)即能形成网状聚集体的特点,实现了在极低的PATC浓度下(0.02mM)解聚Aβ(1-40)成熟纤维的目的。可能的解聚机理如下:带有强正电性的PATC首先通过静电吸引力结合到Aβ(1-40)纤维表面带负电的位点上,然后通过PATC强的自组装能力破坏了Aβ(1-40)纤维的有序结构,随着纤维被破坏,解聚的Aβ(1-40)分子与PATC发生结构重排,形成混合球型聚集体。
2.基于Aβ(11-17)多肽片段,通过改变疏水链在肽段上的接枝位置,设计了两种肽表面活性剂,两条疏水链位于肽片段一端的肽表面活性剂2C12-Lys-Aβ(12-17)在不同pH值下均形成高度有序的长纤维,而两条疏水链分别位于肽片段两端的肽表面活性剂C12-Aβ(11-17)-C12在不同pH值下分别形成棒状纤维和片状聚集体。这两种肽表面活性剂所形成的聚集体的二级结构均以β-折叠为主,但是,C12-Aβ(11-17)-C12形成的片状聚集体含有一定比例的转角结构,并且其含量随着pH值增大而增加。可能的聚集机理如下:肽表面活性剂在水溶液中的自组装行为是由疏水链的自聚集驱动的,而肽段上的氢键相互作用起导向作用,与此同时分子间的静电相互作用使其自组装更为有序。三者间的平衡造就了不同结构和形貌的聚集体。
3.研究了两种肽表面活性剂2C12-Aβ(11-17)和C12-Aβ(11-17)-C12对Aβ(1-40)聚集行为的调控作用,发现二者均能促进Aβ(1-40)β折叠结构的形成,但分别形成了无规聚集体与短棒状纤维。可能的聚集机理如下:肽表面活性剂通过氢键相互作用与Aβ(1-40)相结合,由于肽表面活性剂具有强的自聚集能力,结合在其表面的Aβ(1-40)将会依照两种肽表面活性剂各自的聚集方式进一步聚集,同时Aβ(1-40)会影响聚集的有序性,形成不同形貌的共聚物。