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當前位置:首頁技術文章【應用】表面張力表征球蛋白界面穩(wěn)定性

【應用】表面張力表征球蛋白界面穩(wěn)定性

更新時間:2021-10-26點擊次數(shù):1883

研究背景

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蛋白質(zhì)是兩親性的并具有表面活性,能夠迅速吸附在液體表面,從而降低溶液的表面張力和界面張力。然而,蛋白質(zhì)的疏水結構排布在空氣中,疏水性質(zhì)的微小改變可導致分子溶解度和聚集趨勢的變化。蛋白質(zhì)疏水性的變化可以在一定程度上表征蛋白質(zhì)的聚集行為,對于蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的研究非常重要。

 

表面張力是蛋白質(zhì)表面活性的一個特征參數(shù),并且還與疏水相互作用有關。在本研究中,引入表面張力作為特征參數(shù),通過基于熒光的技術評估蛋白質(zhì)的疏水性和結構,最終建立了這三個參數(shù)之間的相關性。

 

 

實驗儀器與方法 

蛋白質(zhì)溶液的表面張力測定如下:2 mg/mL 蛋白質(zhì)溶液在25 °C下進行制備和平衡8小時,樣品的表面張力通過板法使用K100 全自動表面張力計(KRUSS K100,德國)測定,重復測試3次。

 

實驗結果與討論 

1.    蛋白質(zhì)表面張力與疏水性相關性

選擇了九種不同疏水性的蛋白質(zhì):牛血清蛋白(BSA)、過氧化氫酶、糖化酶、脂肪酶、溶菌酶、卵清蛋白(OVA)、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和纖維蛋白原。在不同濃度下測量熒光強度,并以斜率作為疏水指數(shù)S0。圖1A1B分別顯示了九種蛋白質(zhì)的疏水指數(shù)和表面張力,隨后進行相關分析以研究蛋白質(zhì)表面張力和疏水性之間的關系。圖1C使用每種蛋白質(zhì)的疏水指數(shù)作為橫坐標,表面張力作為縱坐標。每個點是三次實驗的平均值。結果表明,蛋白質(zhì)的表面張力與其疏水性密切相關,二者之間的相關系數(shù)為?0.7048P<0.05)。蛋白質(zhì)的表面張力隨著疏水性的增加而降低。

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2.    蛋白質(zhì)表面張力與結構之間的關系

蛋白質(zhì)的結構變化對應于蛋白質(zhì)中疏水和親水氨基酸殘基空間位置的變化,這會進一步導致蛋白質(zhì)的表面吸附性質(zhì)發(fā)生變化并影響蛋白質(zhì)的表面張力。為了研究蛋白質(zhì)表面張力與結構之間的關系,通過pH誘導改變蛋白質(zhì)的構象。不同pH誘導的兩種蛋白質(zhì)的結構和表面張力顯著相關,表明表面張力可以作為蛋白質(zhì)結構參數(shù)的指標。BSAOVA的表面張力與THT熒光強度顯著正相關,表明表面張力的變化與二級結構的變化有關。因此,蛋白質(zhì)的表面張力也可以用作蛋白質(zhì)結構的指針參數(shù)。

 

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討論 

蛋白質(zhì)吸附和聚集幾乎是蛋白質(zhì)藥物開發(fā)中所有階段中遇到的*挑戰(zhàn)性的問題。在本研究中,我們使用蛋白質(zhì)特征參數(shù)表面張力來研究蛋白質(zhì)聚集,并為治療性蛋白質(zhì)的預配方研究提供有用的信息。

 

本文有刪減,詳細信息請參考原文:

Huashuai Xiao, Luyao Huang, Wei Zhang, Zongning Yin et al., Damage of proteins at the air/water interface: Surface tension characterizes globulin interface stability[J] International Journal of Pharmaceutics, 2020, 119445.


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