人体铜转运蛋白1与银离子的结合

【摘要】人体铜离子转运蛋白1（hCtr1）含有190个氨基酸，由胞外的N端、三个螺旋跨膜区和胞内的C端区域组成。它在细胞膜内形成三聚体，这种聚集在膜内形成一个锥形的孔道结构。胞外N端包含两个保守的蛋氨酸富集区和两个组氨酸富集区,蛋氨酸富集区以“MXM”和“MMMMXM”的形式存在，第二跨膜区（TM2）位于锥形孔道的内壁，孔道口包含“M150XXXM154”片段。研究表明hCtr1可以传输铜离子和银离子，而这些蛋氨酸片段在金属离子的传输过程中发挥重要的作用。所以研究hCtr1与铜和银离子的结合以及这些蛋氨酸片段在结合过程中所起的作用对了解该转运蛋白的传输机制非常重要。我们采用圆二色谱、核磁共振波谱和等温滴定量热方法研究了hCtr1第二跨膜区域（hCtr1132-157）及相关蛋氨酸突变体肽与银离子的相互作用。CD实验表明野生型肽段及其各突变体肽段在SDS胶束中都呈α-螺旋结构，加入Ag(Ι)后，肽段的二级结构发生变化，α-螺旋含量有微弱的减小，证明银与肽段发生结合。NMR实验结果表明，加入银离子后肽段C端残基（包含M150XXXM154片段）的质子化学位移变化较大，而N端残基的质子化学位移几乎不变，这说明银离子与TM2的结合发生在C端区域。银的加入并未引起N端组氨酸残基质子化学位移的变化，说明位于TM2的N端的组氨酸不与银离子结合。利用ITC实验我们得到了TM2与银离子的结合位点数n、结合常数Ka和结合焓变ΔH，并由计算得到了吉布斯自由能ΔG和熵变ΔS。结果表明，一个TM2在SDS胶束中可以结合3个银离子；当TM2的M150XXXM154片段内M150突变成亮氨酸L后，可以结合2.5个银离子；当M154突变成L后，与一个肽结合的银离子数变成2个；当M150和M154同时替换成L后，得到的肽仍然能与1.5个银离子结合。比较M150L与M154L的结合位点数，我们发现M150与M154在TM2传输离子过程中所起的作用可能不同。此外，我们发现野生型TM2肽有强的自聚集能力，样品配制时不同的前处理方式对ITC实验结果有较大影响。三个突变体肽的ITC实验结果受样品前处理方式的影响较小。我们还利用圆二色谱法和核磁共振波谱法研究了胞外蛋氨酸富集区相关肽（hCtr134-53，包含M40MMMXM45片段）在SDS胶束（作为膜模拟体系）中的结构与定位以及它与Ag(Ι)的相互作用。结果表明，hCtr134-53肽段的C端区域以α-螺旋结构形式插入胶束内部，而包含MMMMXM片段的N端区域位于胶束表面并与银离子结合。用丙氨酸A逐一替换肽段中的蛋氨酸M，分析了Ag(Ι)与野生型肽和各突变体肽的结合位点，并用ITC实验得到了相应的热力学参数。我们发现野生型肽在SDS胶束表面与Ag(Ι)的结合方式与在水中的结合方式有明显差异。由以上结果我们推断，膜与胞外疏水肽段的相互作用可以使hCtr1胞外部分与Ag(Ι)的结合发生在细胞表面区域，这对银离子在传输孔洞入口处的富集可能起重要作用。我们的研究结果有助于加深人们对hCtr1的离子传输机理的认识和了解。
【作者】王云瑞；
【导师】李菲；
【作者基本信息】吉林大学，物理化学，2014，硕士
【关键词】人体铜转运蛋白1；银离子；核磁共振；等温滴定量热法；圆二色谱；

【参考文献】
[1]张欢.海洋环境用低合金钢及焊接接头腐蚀行为研究[D].江苏科技大学,材料学,2014,硕士.
[2]张青.RoboCup3D仿真系统仿人机器人定位与角色研究[D].安徽大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[3]王岩.北京城市圈层结构研究[J].中国商贸,2014,23:28-30.
[4]崔忠颖.斯科特军队职业化思想探析[D].山东师范大学,世界史,2013,硕士.
[5]王炯.全球制造网络中网络嵌入性对企业绩效的影响研究[D].浙江大学,2006.
[6]郭宗林.基本公共服务中政府制度供给的责任性研究[D].电子科技大学,行政管理,2012,硕士.
[7]叶少君.三网融合背景下厦门广播电视网络发展策略研究[D].华侨大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[8]刘登伟.秦岭南北环境变化人类影响因素比较研究——以水资源为例[D].陕西师范大学,自然地理学,2004,硕士.
[9]申东辰.脂肪干细胞辅助的自体脂肪移植隆乳术[D].山东大学,外科学,2013,硕士.
[10]严晶晶.壳聚糖—硬脂酸嫁接物/蛋白质/DNA三元复合物基因给药系统研究[D].浙江大学,药剂学,2013,硕士.
[11]张超.我国地方政府公共债务管理研究[D].华中师范大学,公共管理,2014,硕士.
[12]郑远谋.爆炸焊接条件下炸药爆轰过程的分析和研究(一)——爆轰过程的宏观特性[J].钢铁研究.2002(05)
[13]席杰,杨军,朱学平.带落角和导引头视角约束的制导律设计[J].电光与控制,2014,09:26-28+89.
[14]刘敏.基于企业文化的员工关系管理研究[D].首都经济贸易大学,企业管理,2014,硕士.
[15]辜伟鑫.企业信息化对内部控制有效性的影响研究[D].首都经济贸易大学,会计学,2013,硕士.
[16]侯志松.半固化片自动裁切机的研究与开发[D].广东工业大学,机械工程,2014,硕士.
[17]刘彬花.单层方管刚架厂房静力和动力性能研究[D].浙江工业大学,建筑与土木工程,2012,硕士.
[18]郭翔.商业秘密合同保护研究[D].郑州大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[19]孙津龙.抑制BMSC衰老的小分子化合物的筛选及Apocynin抗衰老作用机制的研究[D].第四军医大学,口腔临床医学,2014,硕士.
[20]张凤国.山东省精神分裂症易感基因定位研究[D].济南大学,免疫学,2012,硕士.
[21]黄海悠.构建与法律监督制度并存的司法审查制度[D].中国社会科学院研究生院,刑事诉讼法（专业学位）,2014,硕士.
[22]王玮,蔡莲红.关联规则在汉语词属性中的研究[J].计算机工程与应用,2001,05:17-18+58.
[23]赵琳琳.青海地区藏、汉族女性乳腺癌组织中VEGF-C和COX-2的表达及其意义[D].青海大学,外科学,2013,硕士.
[24]赵立娜.基于用户兴趣变化的推荐方法研究[D].东北师范大学,计算机软件与理论,2012,硕士.
[25]亢剑伟.双PWM变频负载信息前馈控制协调研究[D].河南科技大学,电气工程（专业学位）,2014,硕士.
[26]李博.Pt簇—石墨烯复合体的界面相互作用及电子结构[D].黑龙江大学,2014.
[27]江柯成,张娟,辛森,肖小玲,郭玉国.石墨烯网络改性的LiNi_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)O_2正极材料研究[A].中国硅酸盐学会固态离子学分会.第16届全国固态离子学学术会议暨下一代能源材料与技术国际研讨会论文摘要集[C].中国硅酸盐学会固态离子学分会:,2012:1.
[28]金碚.中国工业的技术创新[J].中国工业经济,2004,05:5-14.
[29]李康.大学校园户外家具设计研究[D].中南林业科技大学,设计艺术学,2013,硕士.
[30]徐忠建.基于供应链的多主体参与对制造企业服务创新绩效影响研究[D].哈尔滨工业大学,企业管理,2014,硕士.
[31]方原柏.可编程序调节器YS170与SLPC的比较[J].冶金自动化,1997,04:42-44.
[32]谢言光,赵夏,戚群丽,姜浩.基于FOCUS处理系统的地表一致性剩余静校正技术及应用技巧[J].石油地球物理勘探,2007,S1:1-4+34+140+4.
[33]王文娜.新型苯并咪唑类微管蛋白抑制剂的设计、合成及活性研究[D].吉林大学,药物化学,2014,硕士.
[34]马超.政府公路投资项目后评价研究[D].东北石油大学,项目管理（专业学位）,2013,硕士.
[35]孙爱朦.基于时空兴趣点的单人行为及交互行为的识别方法[D].吉林大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[36]陈宝玉.保水剂节水机理及其抗旱造林效果研究[D].河北农业大学,森林培育,2004,硕士.
[37]马欣.自动入侵响应技术研究[D].西安电子科技大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[38]韩旭.多元文化背景下高校思想政治教育话语研究[D].沈阳师范大学,思想政治教育,2013,硕士.
[39]吴东晟.我国城乡居民消费差异问题研究[D].西南农业大学,2004.
[40]张灏.LTE系统下多种业务用户的跨层资源分配研究[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[41]杨斌.基于DNA链置换反应的新型核酸适配体荧光探针的构建及应用研究[D].湖南大学,2014.
[42]刘良峰.动车组机械传动系统轴承振动信号分析与故障诊断[D].北京交通大学,2014.
[43]李旭雍.金属非金属矿山人员定位系统的设计与实现[D].太原科技大学,控制工程,2013,硕士.
[44]王晓峰.高中立体几何解题教学研究[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[45]洪美玲.关于我国银行并购问题的探讨[D].湘潭大学,区域经济学,2003,硕士.
[46]周全林.认知无线局域网中的接入网选择和快速切换[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[47]华逢春.国产化淀粉样蛋白显像剂[~（11）C]6-OH-BTA-1结合~（18）F-FDGPET在阿尔茨海默病中的应用研究[D].复旦大学,2011.
[48]杜玉波.总结经验认清形势将省部共建工作不断引向深入——在2014年省部共建工作研讨会上的讲话[J].中国高等教育,2014,24:4-8.
[49]会国涛,张化光,汪刚,解相朋,吴振宁.模糊双曲正切模型研究综述[J].自动化学报,2013,11:1849-1857.
[50]吴斐.可转换债券融资的理论分析和实践研究[D].对外经济贸易大学,管理学,2004,硕士.