铜蛋白中的Ⅰ型铜蛋白是涉及从光合作用到呼吸的许多重要的生物电子转移过程中的一类蛋白,它是分子量较小的含铜蛋白质家族。Ⅰ型铜蛋白中最具代表的转移电子的蛋白为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)来源的铜蓝蛋白(Azurin)。为研究Ⅰ型铜蛋白结构与功能的关系,我们以cpAz3为目的蛋白,即通过循环排列在野生型Azurin的第6和7 β折叠之间构建蛋白,通过研究cpAz3蛋白的光谱性质、晶体学性质以及电化学性质得到蛋白的活性中心与结构的关系。经紫外可见光谱扫描得到蛋白最大吸收在624nm,相对于野生型的最大吸收627 nm发生了稍微的蓝移,而且结合铜离子的cpAz3蛋白的颜色和野生型的铜蓝蛋白基本一致,说明cpAz3与铜离子的结合能力和野生型Azurin相似;通过EPR对蛋白结合的铜离子进行检测,结果显示蛋白的铜活性中心存在两种类型,其中第一类占84%,呈现出A值与g值与WTAz相同的典型的轴向Ⅰ型铜信号;第二类则结构不确定;通过紫外可见扫描研究外源性配体对铜中心和氨基酸残基配位的影响,我们得到在200～1000nm范围内其最大吸收波长没有发生改变。晶体学性质研究中,通过对蛋白晶体结构的解析以及中心铜离子与氨基酸配体之间的距离比较,得到蛋白的整体结构没有发生改变,仅第一配位层中NHis65-Cu之间的距离变长了 0.07A,SMet7-Cu之间的距离变长了 0.11A;第二配位层中,N66的Nδ和Cys131的Sγ距离变长了大约0.1 A,而这些距离的变化都在野生型距离变化的范围之内,而且这些距离的变化将会导致蛋白氧化还原电势的改变。电化学性质研究中,采用碳纳米管修饰的玻碳电极,运用循环伏安法对氧化还原电势进行测定,测得结果为pH 4.0蛋白电势为353±12 mV;pH 7.0时,蛋白电势为239±12 mV,分别比野生型高29 mV和13 mV。通过以上数据可以得到cpAz3的光谱性质、活性中心的配位以及氧化还原电势相对于野生型Az都没有发生很大的变化,从而可以证明经过循环排列对蛋白的结构改造不会对其性质产生很大的影响。