论文部分内容阅读
色氨酸是人体必需的氨基酸，它在动物、植物的生长与调节等方面具有重要的作用。色氨酸还是构成蛋白质的重要氨基酸，决定着蛋白的活性、疏水性及多样性等。蛋白中色氨酸残基的反应以及色氨酸的代谢紊乱会引发与之相关的各种疾病。另一方面，色氨酸也可以作为疾病的治疗药物。因此，色氨酸的检测及修饰研究不仅具有科学意义，而且在医学和生物工程领域中具有重大的应用价值。目前，已有多种测定色氨酸的方法，但简单、可靠、直接鉴定混合氨基酸中色氨酸的方法却仍然缺乏。此外，现有的色氨酸残基的修饰方法其选择性也不够高，故需要发展新的、专属性的标记方法，以准确获取蛋白质的局部结构信息。本论文以此为背景开展了相关研究，发展了一种高选择性的色氨酸显色鉴定新方法；设计合成了新的重氮姜黄素类荧光探针，并将其成功地用于β-乳球蛋白中色氨酸残基的修饰研究。主要内容包括以下两个方面：
1.研究发现，色氨酸在HCOOH-HCL的混合水溶液中，可发生高度选择性的紫蓝色反应，而其它常见的氨基酸则无此显色现象。据此，建立了一种可用于混合氨基酸样品中色氨酸的目视鉴定新方法，并可用于肽片段、甚至蛋白质中色氨酸残AD的存在与否的确证。通过对色氨酸的模型化合物如吲哚和吲哚-3-丙酸的比较研究，系统探索了该显色反应的机理。结果表明，吲哚骨架是反应的必需单元，吲哚环上的3－位取代基决定着反应的速率和颜色，且1－甲酰基色氨酸衍生物可能对颜色有贡献。
2.设计并合成了对环境极性敏感的新荧光探针1，7-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)-4-重氮-1，6-庚二烯-3，5-二酮(BDHD)，并对其光谱性质进行了研究。该探针由重氮标记基团和姜黄素荧光母体组成。重氮基能被过渡金属化合物Rh2(OAC)4催化分解并形成活性卡宾铑中间体，继而选择性与色氨酸残基发生偶联反应。利用这种金属催化的卡宾插入反应，将BDHD标记到β-乳球蛋白的Trp19残基上，并对修饰后的蛋白的性质进行了研究。结果发现，这种修饰仅引起了蛋白质二级结构的稍微改变，但可导致其三级结构发生巨大的变化，并可对8-苯胺基-1-萘基磺酸和视黄醇的结合行为产生较大的影响。这说明Trp19对β-乳球蛋白的结构和稳定性起着重要的作用，其选择性修饰可以用来研究蛋白的结构与功能的关系。