纳米尺度上多肽与磷脂膜相互作用的研究
雷豪志
学位类型博士
导师张益
2017
学位授予单位中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
关键词多肽 磷脂膜 原子力显微镜 荧光分析
摘要细胞溶解肽(cytolytic peptides)是一类通过破坏细胞膜引起细胞死亡的多肽,主要分为淀粉样蛋白多肽(amyloidgenic peptides,AMYs)和抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)两大类。AMYs主要和神经退行性疾病相关,包括阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease)、帕金森综合征(Parkinson’s disease)、二型糖尿病(typeⅡdiabetes)等。AMPs对外界侵入的细菌具有杀灭作用从而保护机体。AMYs和AMPs都是通过破坏细胞膜的生理结构及功能来杀伤细胞,从而实现各自特定的功能,但它们在序列、结构等方面并没有相通之处。虽然目前针对AMYs和AMPs提出了多种不同的细胞膜干扰机制,但是对于它们是否存在共同的膜干扰机制,仍然是一个未知。本论文尝试通过人工设计不同序列和性质的多肽,在纳米尺度上研究它们与磷脂双分子层的相互作用,期待获得多肽与磷脂膜相互作用的规律,从而更深入地理解AMYs和AMPs对细胞膜的破坏机制。本论文主要利用原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)、荧光能量共振转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)、荧光分析等实验方法和技术研究多肽与磷脂膜的相互作用。通过AFM实验,不但得到了多肽与磷脂膜相互作用的纳米尺度的形貌图,同时也首次完成了它们之间相互作用后形成的缺陷的纳米尺度力学性质测量。FRET实验研究了三种多肽对磷脂膜结构的影响。DPH和Laurdan荧光实验探讨了多肽与磷脂膜的结合位点。实验发现Pep11可以在磷脂膜表面形成缺陷,并且插入到磷脂膜中。较为疏水的多肽QQ11在高浓度时,可与磷脂膜亲水区域发生相互作用形成缺陷,并且在磷脂膜上发生积聚,低浓度时则表现出表面活性剂样作用,使磷脂膜脱离基底。P11-2的亲疏水性处于Pep11和QQ11之间,可以在磷脂膜表面形成缺陷。多肽必须具备特定的亲疏水性,才会产生细胞毒性作用。P11-2作为一种亲疏水性较为平衡的多肽,具有比亲水性多肽Pep11和疏水性多肽QQ11更强的细胞毒性。与文献中磷脂膜干扰模型对比可知,三种多肽对磷脂膜的干扰并不局限于某一种模型,而是同时具备多种模型的特点。另外本论文也研究了不同浓度氯化钠溶液溶解的GAV-9对细胞膜的影响,实验发现离子强度对多肽与细胞膜的相互作用起非常重要的作用。通过实验数据分析推测这是由于多肽在不同离子强度溶液中的积聚状态不同。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/27527
专题中科院上海应用物理研究所2011-2018年
作者单位中国科学院上海应用物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
雷豪志. 纳米尺度上多肽与磷脂膜相互作用的研究[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2017.
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