铜调控蛋白CopC探究.pdf

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书籍描述

内容简介
本书详细介绍了CopC蛋白的结构特点、稳定性、Cu(Ⅱ)转运特点、两位点协同性及蛋白结合其他金属离子的性质特点,为揭示存在高氧化质膜空间的铜伴侣执行抗铜功能提供了科学依据。
本书适用于化学、生物及相关交叉学科的从业人员以及相关专业高等院校高年级学生、研究生参考。

编辑推荐
1.本书侧重于生物执行其自稳态平衡的物质基础——蛋白,从分子的角度揭示了铜调控的过程。
2.本书为揭示存在于高氧化质膜空间的铜伴侣执行抗铜功能,提供了科学依据;而且为研究铜大量生物体系中保守的自稳态平衡提供了一定的方法参照和理论数据。

作者简介

目录
第1章铜调控体系及铜蛋白家族
1.1铜在生物体内的必要性和毒性2
1.1.1铜在生物体内的必要性2
1.1.2铜的氧化损伤3
1.2铜稳态机理4
1.2.1细胞对铜的吸收4
1.2.2细胞内铜离子的运输载体6
1.3革兰氏阴性菌的铜抑制体系8
1.4Cop家族9
1.4.1CopC溶液结构10
1.4.2CopC晶体结构及铜配位情况14
参考文献19

第2章突变体MCopC的构建、表达、纯化
2.1MCopC的构建26
2.1.1基因体外定点突变主要方法及原理26
2.1.2MCopC的构建29
2.2MCopC的诱导、表达33
2.2.1诱导表达33
2.2.2菌体的破碎33
2.2.3蛋白浓度测定(考马氏亮蓝G250测定法)33
2.3MCopC的纯化33
2.3.1离子交换柱层析原理33
2.3.2DE-52纤维素阴离子交换树脂的处理34
2.3.3洗脱34
2.3.4凝胶柱层析原理35
2.4MCopC的检验35
2.4.1TriGly SDSPAGE分析35
2.4.2紫外谱的测定36
2.4.3凝胶色谱及质谱分析38
2.5结论39
参考文献39

第3章CopC色氨酸残基的特性
3.1CopC的荧光特征42
3.1.1不同激发波长下的CopC荧光42
3.1.2突变CopC的荧光42
3.1.3异于Burstein分类的蛋白44
3.1.4CopC晶体结构中色氨酸的位置44
3.2酪氨酸和色氨酸间的能量转移45
3.3色氨酸在CopC中所处的环境47
3.4色氨酸突变对蛋白性质的影响48
3.4.1色氨酸突变对Cu(Ⅱ)结合能力的影响48
3.4.2色氨酸突变对构象影响51
3.4.3色氨酸突变对蛋白热稳定性的影响52
3.5结论54
参考文献55

第4章CopC稳定性
4.1GuHCl引起的CopC变性58
4.2两态模型60
4.2.1光谱参数变化60
4.2.2荧光相位图61
4.2.3铜结合能力变化62
4.3CopC和CopCCu(Ⅱ)稳定化能计算63
4.4解折叠动力学64
4.5其他影响因素67
4.5.1pH影响67
4.5.2温度的影响68
4.6结论69
参考文献70

第5章萘胺类化合物对CopC构象的干扰
5.1TNS对CopC构象的干扰74
5.1.1TNS对CopC构象的干扰74
5.1.2TNS与CopC间的作用力78
5.1.3机理推测80
5.2α-NA对CopC构象的干扰81
5.2.1α-NA对CopC构象的干扰81
5.2.2NA与CopC作用机理84
5.3结论86
参考文献86

第6章CopC在Cu(Ⅱ)转运中的作用
6.1MCopC与CopC-Cu(Ⅱ)反应常数90
6.2MCopC与CopC-Cu(Ⅱ)反应热力学92
6.3MCopC与CopC-Cu(Ⅱ)反应动力学93
6.4反应机理95
6.4.1CopC-Cu(Ⅱ)与EDTA的反应96
6.4.2CopC-Cu(Ⅱ)与CDTA的反应97
6.4.3CopC-Cu(Ⅱ)与MCopC的反应98
6.5结论101
参考文献102

第7章CopC中Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)位点协同性
7.1两位点协同性106
7.2结论110
参考文献110

第8章CopC与Au(Ⅲ)离子的作用
8.1CopC与Au(Ⅲ)相互作用112
8.1.1Au(Ⅲ)引起CopC荧光猝灭112
8.1.2电势变化113
8.1.3Au(Ⅲ)与CopC的结合常数114
8.1.4Au(Ⅲ)催化抗坏血酸氧化受CopC的影响118
8.2Au(Ⅲ)结合对CopC构象的影响119
8.3结论121
参考文献121

第9章铜在配合物与CopC间的转运
9.1铜配合物\[Cu(SA)(Phen)Cl·H2O]124
9.1.1铜配合物\[Cu(SA)(Phen)Cl·H2O\]结构124
9.1.2配合物光谱特征126
9.1.3配合物与EDTA的反应128
9.2铜配合物\[Cu(SA)(Phen)Cl·H2O\]与CopC的反应129
9.2.1光谱研究129
9.2.2循环伏安分析132
9.3结论133
参考文献133

缩略语134

序言
开辟鸿蒙,唯其有了生命,天地间才有了灵性,才有了勃勃生机,因而对于生命的探索是亘古不变的主题。当经济突飞猛进,民众生活水平日益提高,对人自身的探究、对自然生物以及所处的自然的探究,更加受到全球众多学科的关注。1959年诺贝尔奖得主美国科恩伯格教授(Kornberg A.)说“把生命理解成化学”,神秘而复杂的生命现象归根到底是许多生物分子间有组织的化学反应的表现。无机元素,作为生命体的必需品,环境必然存在的种类,对其的研究,更是探索生命活动过程不可回避的一个课题。
无机元素是生命体所必需的,但过量累积却会导致细胞损伤,因而许多元素在生命体中都有相应的调控体系控制着吸收、分布和代谢。这些元素的稳态机理是通过细胞内感应机理动力学调控的,而感应机理是依靠与这些元素相关的蛋白运作的。但是对于这方面的研究,从基因角度去探索的较多,从运作的物质角度去研究的至今仍然不是很多,资料也不够全面。
在从原核生物到哺乳类动物这样一个巨大跨度的进化过程中,生物体铜的代谢具有极其相似的转运和稳态调节体系,显示了高度的保守性。本书选择革兰阴性菌的铜转运为目标,把与其转运活动密切相关的蛋白CopC作为研究对象,以此为研究大量生物体系中保守的铜自稳态平衡提供一定的参考意义。
本书结合CopC蛋白的突变体研究了蛋白关键氨基酸残基,蛋白结构稳定性,探索了该蛋白铜Cu(Ⅱ)转运机理,转运过程中Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)两个位点的协同性以及对于其他金属离子Au(Ⅲ)的作用。大量采用了光谱手段,包括光谱参数A、“荧光相位图”、偏振等方法,这对于高等院校学习生物、化学专业的学生来说,较容易掌握。而且CopC作为一个存在于高氧化质膜空间的铜抑制蛋白,其独特的性质也从内容及方法上为国内外大批研究无机元素在生物体内调控机理的科研工作者提供了参考。
CopC独特的特点,也使其成为国家自然科学基金的资助的研究项目(20771068),受到山西省自然科学基金面上项目(20140110142)支持。在编写过程中,笔者参阅了大量文献和资料,在此向这些文献和资料的作者表示衷心的感谢。化学工业出版社编辑对于本书的出版给予了大力支持,在此也向他们表示诚挚的谢意。
生有涯而知无涯,本书对CopC的探究尚且算拉开帷幕,由于本人的专业及学识的限制,难免会存在不妥之处,欢迎广大读者给予批评指正。

著者
2016年4月

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