摘要

熒光、紫外-可見光、圓二色性 (CD) 光譜和表面張力技術(shù) 用于研究血紅蛋白 (Hb) 和雙子表面活性劑 bis (N, N-二甲基-N-十六烷基乙酸銨）二氯化物（16-E2-16）。 分子對接與模擬 還研究了與 16-E2-16 相互作用時 Hb 構(gòu)象的變化。 這 UV-vis 研究證明了 soret/血紅素帶的擾動，并在 16-E2-16 存在的情況下在血紅素組內(nèi)產(chǎn)生構(gòu)象異質(zhì)性。 數(shù)據(jù)顯示熒光增加 添加 16-E2-16 后 Hb 的強(qiáng)度。 16-E2-16的cmc值后熒光 強(qiáng)度緩慢增加。 Trp 熒光比 Tyr 的影響更大。 臨界膠束 測定了不同溫度下 Hb 不存在和存在時 16-E2-16 的濃度 使用表面張力圖。 cmc 隨溫度升高以及存在而增加 的 Hb。 此外，還研究了膠束化的熱力學(xué)參數(shù)。 對接研究 表明 16-E2-16 結(jié)合 Hb 的 α1 和 β2 鏈，主要作用力是疏水的 和靜電。 模擬和 CD 研究證實(shí)了結(jié)合后 Hb 的構(gòu)象變化 與 16-E2-16。

一、簡介

在所有血紅素蛋白中，血紅蛋白是被廣泛研究的蛋白質(zhì)。 它由兩條α鏈和兩條β鏈組成， 每條鏈形成一個疏水空間，保護(hù)血紅素 來自水的單體 [1]。 它的分子量為 64.5 KDa 和 含有大量可電離的氨基酸，這使得它 極易溶于水。 發(fā)現(xiàn)血紅蛋白結(jié)合許多不同類型的兩親分子，這些分子起重要作用 在確定生理功能 [2-7]。 因?yàn)?，許多不同的兩親組件，如膠束、囊泡、管和層狀 液晶等常用于模擬一些生物系統(tǒng)，因此它們與 Hb 的相互作用可以提供有趣的 有關(guān) Hb 的熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)、生物醫(yī)學(xué)和生物物理信息 [8-10]。 與他人互動的研究 分子，如細(xì)菌內(nèi)毒素 [11,12]、羥基脲 [13] 和海藻糖 [14]，表明某些生物分子可以 將氧合血紅蛋白 (oxyHb) 轉(zhuǎn)化為高鐵血紅蛋白 (metHb) 和 半色素，而其他一些可能減緩或逆轉(zhuǎn) Hb 的自氧化過程 [12,14]。

蛋白質(zhì)與表面活性劑的相互作用很常見 在化學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[15-17]。 超過 在過去的幾十年里，蛋白質(zhì)-表面活性劑的相互作用 由于其在工業(yè)、生物學(xué)和制藥方面的重要性而成為廣泛研究的主題 [18,19]。 有關(guān)的信息 蛋白質(zhì)-表面活性劑復(fù)合物的結(jié)構(gòu)已經(jīng)推導(dǎo)出來 來自流變學(xué) [20]、光譜學(xué) [20,21]、電泳 [22]、 結(jié)合 [23,24] 和散射研究 [25,26]。 最近，該研究 表面活性劑與蛋白質(zhì)相互作用的研究 表面活性劑-蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)及其變化 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。 疏水相互作用、靜電相互作用、范德華力和氫鍵起著重要作用 在配體-蛋白質(zhì)結(jié)合中的作用 [27]。 疏水性促進(jìn)水 去除并支持蛋白質(zhì)-配體相互作用，但它也調(diào)節(jié)介電效應(yīng)。 如果蛋白質(zhì)和配體帶有一些電荷 那么靜電相互作用確實(shí)在蛋白質(zhì)配體結(jié)合中起重要作用。 范德華相互作用形成于 永久偶極子或相應(yīng)的感應(yīng)偶極子相互作用。 這 這些相互作用的影響在可極化基團(tuán)中最高 蛋白質(zhì)，它包括存在于 疏水性氨基酸，如亮氨酸和纈氨酸。 這種互動 與距離有關(guān)，并隨著距離增加 5? 而減少。 在蛋白質(zhì)-配體相互作用中，氫鍵也起著重要作用。 Babine 和 Bender 報道了氫鍵 對蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物的穩(wěn)定性有很大貢獻(xiàn)[28]。

一般而言，CMC以下的離子表面活性劑（陽離子和陰離子） 與蛋白質(zhì)的帶相反電荷的殘基結(jié)合。 陽離子表面活性劑通常與谷氨酸 (glu) 和天冬氨酸 (asp) 結(jié)合 蛋白質(zhì)的殘基與它們產(chǎn)生靜電和疏水相互作用。 隨著表面活性劑的濃度 增加，表面活性劑分子開始形成簇 使蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)飽和，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)解折疊。 這些簇經(jīng)常與蛋白質(zhì)分子相互作用 穩(wěn)定他們。 蛋白質(zhì)通過表面活性劑展開 取決于表面活性劑濃度之間的比率 和蛋白質(zhì)，這個比例決定了多少表面活性劑可用 每個蛋白質(zhì)分子。 因此，展開隨著增加 表面活性劑分子的濃度，在這個階段表面活性劑 作為典型的變性劑 [29]。

最近，已經(jīng)設(shè)計(jì)和開發(fā)了新的表面活性劑。 這些表面活性劑由兩條疏水鏈和 兩個極性頭部基團(tuán)通過間隔基團(tuán)共價連接 [30–33]。 這種新型表面活性劑被稱為雙子表面活性劑。 它們表現(xiàn)出與傳統(tǒng)表面活性劑不同的特性， 例如較低的臨界膠束濃度 (cmc)、對間隔結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈依賴、特殊的聚集體形態(tài)和強(qiáng)疏水微域 [34,35]。 因此，相比 與常規(guī)表面活性劑相比，雙子表面活性劑表現(xiàn)出不同的 與蛋白質(zhì)的行為。 此外，雙子表面活性劑可以減少洗滌劑對環(huán)境的影響， 因?yàn)閳?zhí)行相同的操作所需的量要少得多 功能。 此外，它們不尋常的效率和化學(xué)多功能性將 對設(shè)計(jì)新型濃縮洗滌劑有很大的方便。 我們小組最近致力于研究雙子表面活性劑與不同蛋白質(zhì)的相互作用 [36-38]。

繼續(xù)，在此，我們研究了基于酯的相互作用 陽離子雙子表面活性劑 (16-E2-16) 與 Hb 使用表面張力、UV-vis 和熒光。 16-E2-16 中含有一個酯鍵 并且發(fā)現(xiàn)在本質(zhì)上是可切割的，因?yàn)檩^高的 極性鍵有助于提高水溶性，使其 容易降解 [39,40] 間隔基中的酯鍵使 與其他陽離子表面活性劑相比，gemini 更易裂解、可生物降解且水生毒性更低 [41,42]。 還有酯 雙子座中的鍵促進(jìn)與蛋白質(zhì)的氫鍵結(jié)合 [38]。

方案 1. 16-E2-16 的結(jié)構(gòu)。 

酯功能化的雙子表面活性劑與血紅蛋白的結(jié)合——摘要、簡介

酯功能化的雙子表面活性劑與血紅蛋白的結(jié)合——材料和方法

酯功能化的雙子表面活性劑與血紅蛋白的結(jié)合——結(jié)果和討論

酯功能化的雙子表面活性劑與血紅蛋白的結(jié)合——結(jié)論、致謝！