电解质溶液中牛血清白蛋白分子相互作用的动态光散射研究

    李军锋 邢 达3 李绍新

    (华南师范大学激光生命科学研究所, 广州510631)

    摘 要 溶液中粒子的扩散系数对浓度的依赖关系主要取决于粒子在溶液中所占的体积分数和粒子间的排

    斥与吸引作用力,这种依赖关系可以通过作用参数λ来表示。本研究利用动态光散射技术测量了不同离子

    强度下牛血清白蛋白分子的扩散系数,求出了相应条件下的λ值。结果表明,在低离子强度下,λ是正值,蛋

    白质分子间的作用以排斥力为主,随着离子强度的逐渐增大,λ变为负值,蛋白质分子间的作用以吸引力为

    主,当离子强度大于0. 5 mol/ L 的时候,蛋白质开始发生聚集。利用DLVO 理论的两体硬球相互作用模型解

    释了蛋白质分子间相互作用的变化规律:随着离子强度的增加,静电斥力被屏蔽,范德华分子作用力起主要作

    用。根据值与离子强度变化的相关性, 回归出了蛋白质参数: 在实验条件下, 蛋白质所带的有效电荷

    ZP = - 9. 0 e、Hamaker 常量A H = 2. 8 kB T 。实验结果表明:动态光散射技术可以有效地用来研究蛋白质分子

    间的相互作用。

    关键词 动态光散射, 蛋白质相互作用, 扩散系数, 作用参数

    2003212208 收稿;2004205209 接受

    本文系国家重大基础研究前期专项基金(No. 2002CCC00400) 、国家自然科学基金(No. 60378043) 和广东省自然科学基金(No. 015012)

    资助项目

    1 引 言

    长期以来,水溶液中蛋白质的相互作用问题是人们研究的热点,而蛋白质的聚集问题尤其引人注

    目,这是因为蛋白质的聚集跟晶体的制备和某些疾病的形成有着密切联系。首先,高质量的蛋白质晶体

    对于晶体结构的分析是至关重要的,而蛋白质晶体的制备关键是使溶液中蛋白质分子不断地聚集到形

    成的晶核上,然后从溶液中沉淀出来。但是,聚集条件与温度、pH 值、盐浓度及蛋白浓度等很多因素有

    关,使得这一过程相当复杂。目前,许多生物大分子的晶体培养工作仍很困难;其次,在病理上,几种严

    重危害人类身体健康的疾病主要是由蛋白质的聚集造成的。例如,白内障的产生是由于眼球晶状体中

    的α2晶体蛋白聚集导致光的强烈散射造成的,镰刀状细胞贫血症是由于异常血红蛋白聚集成纤维状导

    致红细胞变形破碎造成的1 ......