羟基自由基氧化对牛血清白蛋白结构及水合特性的影响

摘要：

[目的]研究羟基自由基(·OH)氧化对蛋白结构及其水合特性的影响,探讨氧化介导的关于蛋白质和水分相互作用的变化情况.[方法]将牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)溶解在含15 mmol·L-1的PIPES缓冲溶液中(pH 6.0),并在不同浓度H2O2(0、0.5、1.0、5.0、10.0和20.0 mmol·L-1)的铁-抗坏血酸-过氧化氢(FeCl3-Vc-H2O2)羟基自由基氧化体系孵育12h,采用氨基酸自动分析仪分析BSA不同程度氧化的氨基酸含量变化;通过测定羰基含量、巯基含量分析蛋白的氧化程度;通过测定BSA表面疏水性、离子键、氢键,考察BSA氧化不同程度后水合能力的变化情况;通过测定Zeta电位值来分析蛋白氧化后表面电荷的变化;采用傅里叶红外光谱法分析蛋白二级结构的变化.[结果]随着羟基自由基氧化体系中H2O2浓度的增加,氨基酸含量呈下降趋势,但不同种类氨基酸对·OH氧化敏感性不同,在1 mmol.L-1H2O2处理浓度下,苏氨酸(Thr)、赖氨酸(Lys)含量显著降低,较对照组(未经H2O2处理组)分别下降了4.30％、4.22％;当H2O2浓度升高到20 mmol·L-1时,较对照组蛋氨酸(Met)、酪氨酸(Tyr)、组氨酸(His)这3类氨基酸的含量下降程度最大,分别为35.32％、19.19％、11.15％,其次为异亮氨酸(Ile)、甘氨酸(Gly)、半胱氨酸(Cys).随H2O2浓度的增加,BSA的羰基含量显著增加(P＜ 0.05),20 mmol·L-1 H2O2处理组比对照组羰基含量升高了57.52％;巯基含量显著降低(P＜0.05),20 mmol·L-1H2O2处理组比对照组巯基含量降低了74.04％,蛋白氧化程度显著加剧;BSA经氧化处理后,蛋白二级结构发生变化,α-螺旋、无规卷曲含量显著降低(P＜0.05),β-折叠、β-转角含量显著增加(P＜0.05),多肽链中α-螺旋结构伸展变成线性结构,蛋白表面疏水性随着氧化程度的加剧而显著增加(P＜0.05),蛋白持水力降低;同时氧化作用降低了蛋白表面的净电荷数,Zeta电位的绝对值随着羟基自由基氧化体系中H2O2浓度的增加而显著降低(P＜0.05),离子键和氢键作用力显著减弱,降低了蛋白-水分子相互作用力,蛋白持水力降低.[结论]BSA在羟基自由基氧化体系中,存在显著的浓度效应,随着氧化程度加剧,蛋白表面的净电荷显著降低,离子键和氢键作用力显著减弱,蛋白二级结构发生了变化,蛋白-水分子相互作用力降低.

关键词：牛血清白蛋白、羟基自由基氧化体系、蛋白结构、水合特性

所属期刊栏目：50

分类号：TQ1;TQ3

资助基金：国家自然科学基金面上项目31571787

在线出版日期：2017-11-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3013-3023