稀土离子Tb3+对卵清蛋白稳定性的影响

doi:10.7503/cjcu20160259

高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (7): 1245.doi: 10.7503/cjcu20160259

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稀土离子Tb³⁺对卵清蛋白稳定性的影响

宋珍^1,³, 董金龙¹, 任跃红¹, 袁雯¹, 张彩凤^1,³, 杨斌盛²()

1. 太原师范学院化学系, 太原 030012
2. 山西大学分子科学研究所, 化学生物学与分子工程教育部重点实验室, 太原 030006
3. 山西省腐植酸工程技术研究中心, 太原 030012

收稿日期:2016-04-20 出版日期:2016-07-10 发布日期:2016-06-20
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 21571117)、山西省留学归国基金(批准号: 2011085)和太原师范学院大学生创新项目(批准号: CXCY1629)资助

Effect of Tb³⁺ on the Stability of Ovalbumin^†

SONG Zhen^1,³, DONG Jinlong¹, REN Yuehong¹, YUAN Wen¹, ZHANG Caifeng^1,³, YANG Binsheng^2,^*()

1. Department of Chemistry, Taiyuan Normal University, Taiyuan 030012, China
2. Institute of Molecular Science, Key Laboratory of Chemical Biology and Molecular Engineering of Ministry of Education, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3. Humic Acid Engineering and Technology Research Center of Shanxi Province, Taiyuan 030012, China

Received:2016-04-20 Online:2016-07-10 Published:2016-06-20
Contact: YANG Binsheng E-mail:yangbs@sxu.edu.cn
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.21571117), the Returned Oversea Fund of Shanxi Province, China(No.2011085) and the Innovation Project of Undergraduate of Shanxi Normal University, China(No.CXCY1629)

摘要/Abstract

摘要：

在室温、 pH=7.4、 10 mmol/L 4-羟乙基哌嗪乙磺酸(Hepes)缓冲溶液条件下, 利用荧光光谱研究了卵清蛋白(Ova)与Tb³⁺的结合性质. 利用荧光探针2-对甲苯胺基-6-萘磺酸钠(TNS)检测了Tb³⁺对Ova疏水区的影响. 通过化学变性实验分析了Ca²⁺和Tb³⁺对Ova结构稳定性的影响. 结果表明, Ova可以与Tb³⁺形成1∶2的复合物, Tb³⁺的结合使其疏水区暴露程度增加, TNS的荧光增强. Ova的解折叠曲线呈现三态的变化(N $?$ I $?$ U). Ca²⁺可以增加I $?$ U过程的稳定性, Tb³⁺对N $?$ I和I $?$ U两个解折叠过程都有影响.

关键词: 卵清蛋白, Tb3+, 稳定性

Abstract:

The binding properties of Tb³⁺ with ovalbumin were measured by fluorescence spectra at room temperature in pH=7.4, 10 mmol/L 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazinecthanesulfonic acid(Hepes). The effect of Tb³⁺ on the hydrophobic region of ovalbumin was measured by hydrophobic probe 2-p-toluidino-6-naphthalenesalfonic acid(TNS). The effects of Ca²⁺ and Tb³⁺ on the stability of ovalbumin were analyzed by chemical unfolding methods. The results suggested that ovalbumin can form 1∶2 complexes with Tb³⁺. The binding of Tb³⁺ increased the hydrophobic surface of ovalbumin, and the fluorescence intensity of TNS increased. The unfolding curves of ovalbumin showed two transition, N $?$ I and I $?$ U. Ca²⁺ can increase the stability of transition I $?$ U and Tb³⁺ can increase the stability of transitions N $?$ I and I $?$ U.

Key words: Ovalbumin, Tb3+, Stability(Ed.: F, K, M)

中图分类号:

O614
O629.73

TrendMD:

宋珍, 董金龙, 任跃红, 袁雯, 张彩凤, 杨斌盛. 稀土离子Tb³⁺对卵清蛋白稳定性的影响. 高等学校化学学报, 2016, 37(7): 1245.

SONG Zhen, DONG Jinlong, REN Yuehong, YUAN Wen, ZHANG Caifeng, YANG Binsheng. Effect of Tb³⁺ on the Stability of Ovalbumin^†. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(7): 1245.

图/表 7

Fig.1 Structure of Ova(PDB 1Ova) drawn by using Pymol software Ca2+ was shown as sphere, Trp was shown as sticks.

Fig.2 Fluorescence spectra of Ova at different concentrations of Tb3+ in pH=7.4, 10 mmol/L

Fig.3 Fluorescence spectra of Ova at different concentrations of TNS in the absence of Ova, in pH=7.4, 10 mmol/L Hepes(A), titration curve of Ova with TNS addition(B) and fluorescence spectra of TNS with the addition of Tb3+ in the presence of Ova in pH=7.4, 10 mmol/L Hepes(C)

Fig.4 Fluorescence spectra for protein in different concentrations of urea(A) and the unfolding curves of

Table 1 Thermodynamics parameters of proteins from urea-induced unfolding at pH=7.4 and 25 ℃*

Protein	N I		I U					<Δ $G element 0$ >/ (kJ·mol^-1)
Protein	[D]_1/2/ (mol·L^-1)	m/ (kJ·mol^-2·L)	Δ $G i 0$ / (kJ·mol^-1)		[D]_1/2/ (mol·L^-1)	m/ (kJ·mol^-2·L)	Δ $G i 0$ / (kJ·mol^-1)
Ova	4.02	-3.38±0.39	13.62±0.26	7.16	-2.63±0.19	18.83±0.11		16.35±0.13
Ova-Ca²⁺	4.07	-3.33±0.15	13.57±0.76	8.03	-2.63±0.06	21.18±0.24		18.13±0.27
Ova-Tb³⁺	5.16	-3.05±0.38	15.74±0.26	8.22	-2.68±0.13	22.08±0.26		19.54±0.21

Table 1 Thermodynamics parameters of proteins from urea-induced unfolding at pH=7.4 and 25 ℃*

Protein	N I		I U					<Δ $G element 0$ >/ (kJ·mol^-1)
Protein	[D]_1/2/ (mol·L^-1)	m/ (kJ·mol^-2·L)	Δ $G i 0$ / (kJ·mol^-1)		[D]_1/2/ (mol·L^-1)	m/ (kJ·mol^-2·L)	Δ $G i 0$ / (kJ·mol^-1)
Ova	4.02	-3.38±0.39	13.62±0.26	7.16	-2.63±0.19	18.83±0.11		16.35±0.13
Ova-Ca²⁺	4.07	-3.33±0.15	13.57±0.76	8.03	-2.63±0.06	21.18±0.24		18.13±0.27
Ova-Tb³⁺	5.16	-3.05±0.38	15.74±0.26	8.22	-2.68±0.13	22.08±0.26		19.54±0.21

Fig.5 Temperature induced unfolding of Ova, Ova-Ca2+, Ova-Tb3+ in pH=7.4, 10 mmol/L Hepes

Table 2 Thermal denaturation parameters of proteins at pH=7.4 and 25 ℃*

Protein	N I		I U		ΔH_m/(kJ·mol^-1)
Protein	T_m/℃	Δ $H m 1$ /(kJ·mol^-1)		T_m/℃	Δ $H m 2$ /(kJ·mol^-1)
Ova	42.34	5.23±0.14	70.69	9.74±0.41	7.64
Ova-Ca²⁺	42.89	5.45±0.12	75.67	12.13±0.09	9.46
Ova-Tb³⁺	48.75	7.59±0.21	79.18	13.29±0.27	11.01

Table 2 Thermal denaturation parameters of proteins at pH=7.4 and 25 ℃*

Protein	N I		I U		ΔH_m/(kJ·mol^-1)
Protein	T_m/℃	Δ $H m 1$ /(kJ·mol^-1)		T_m/℃	Δ $H m 2$ /(kJ·mol^-1)
Ova	42.34	5.23±0.14	70.69	9.74±0.41	7.64
Ova-Ca²⁺	42.89	5.45±0.12	75.67	12.13±0.09	9.46
Ova-Tb³⁺	48.75	7.59±0.21	79.18	13.29±0.27	11.01

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