辅酶q,10的结构及其与生物膜分子的相互作用研究

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1、陕西师范大学硕士学位论文辅酶Q<,10>的结构及其与生物膜分子的相互作用研究姓名：杨小乐申请学位级别：硕士专业：生物物理学指导教师：孙润广20070501辅酶Q。o的结构及其与生物膜分子的相互作用研究专业生物物理学研究生杨小乐指导教师孙润广教授摘要：辅酶Qlo广泛存在于各种组织细胞尤其是心肌细胞中的线粒体中，是组织细胞内具有重要作用的活性酶，在细胞线粒体呼吸链即电子传递系统中起递氢体作用，是细胞呼吸链的重要组成部分，参与ATP的合成。它也是一种公认的氧自由基清除剂，其异常的代谢与人体的许多疾病相关联，人为的补充辅酶Olo能减缓许多病症。辅酶O

2、。o的结构与其功能有关，但是对辅酶Qlo的结构与功能的关系、溶液构像等方面的研究报道尚不多见。因此，在分子水平上探寻辅酶Q10的结构定会对揭示线粒体疾病病理起重要作用。本论文在前人研究的基础上，利用LB膜技术和原子力显微镜技术，以猪心肌线粒体为材料，运用醇碱皂化法从动物组织中提取辅酶Q10’运用多种物理手段进行鉴定，然后将其装配到模拟生物膜中，用LB膜技术研究其与生物膜的相互作用，同时用原子力显微镜技术(—廿M)探测其在溶液中的构象、模拟生物膜的结构进而确定其在生物膜中的位置。从辅酶Q10与模拟生物膜的相互作用以及在溶液中构象入手，有可能为辅

3、酶Qlo在生物膜中的位置、生物利用度等热点问题提供线索。目前通过实验研究，取得如下研究结果：1．本研究发现皂化时间在30rain，皂化温度在9矿C时辅酶010产量最高。在纸层析提纯实验中，以苯：乙醇(1：2)作展开剂时，Rf值和斑点直径均适宜，可以得到很好的分离效果。2．PC(PE)分子膜中加入辅酶Qlo后，相变均出现了延缓。这就为ThomasHauB等的结论提供了证据。即辅酶Q。o并没有位于分子膜内，而是位于疏水区，同时碳氢链伸入膜层当中，有可能起到抑制质子漏的作用，维持一定的梯度。PC(PE)分子膜中先加入胆固醇，可以很明显的看到第二次相

4、变较原来更加明显。接着加入辅酶Qlo，我们看到膜压迅速增大，相变趋于平缓。同时我们可看到辅酶0lo对PC的影响比对PE的影响更具有规律性。而先加入辅酶Qlo，再加入胆固醇，同样我们可以看到膜压迅速增大，并且PC分子膜膜质较PE分子膜膜质更为稳定，这可能与分子的形状有一定的关系。3．制得的辅酶Q¨精品通过原子力显微技术在分子水平上观测其结构。我们可推测辅酶Qlo分子呈链状。随着辅酶Qlo一乙醚溶液的稀释，辅酶Q10在云母表面呈现6类拓扑结构。其在云母表面较容易形成片状多孔区域。4．辅酶Qlo与其它生物分子的相互作用较为明显：(1)GM与辅酶01

5、0作用后均呈岛屿状。GMl与辅酶Qlo作用后平整度较低，GM2、GM3与辅酶Q10作用后较为平整，但其中有数个孔状。(2)一般情况下胆固醇对细胞膜起稳定作用，可是加入辅酶0lo后明显的增强了膜的通透性。(3)PE(100uL)+CoQl0(100uL)组合膜较为平整，而纯PE的AFM图像膜质比较粗糙。PE(100uL)+CoQl0000uL)+Chol(100uL)三相组合膜质较为复杂，聚集体形状较为各异。(4)当比例为PE：CoQl0：PBS(20M：10M：5m

6、)时，PE．CoQlo脂质体的形状和大小较为均匀，平均直径约140rim。以

7、上研究成果为辅酶Qlo在生物膜中的方位、作用，溶液构象及在体内的生物利用度等问题的研究提供了重要的资料，对丰富和进一步发展辅酶Q10结构与功能等有重要意义，同时也为辅酶Q10的应用积累了资料。关键词：CoQlo，AFM，LB，溶液构像，相互作用，脂质体ⅡTheStudyofCoQl0StructureandtheInteractionbetweenCoQl0andbiomembranemoleculesMajor：BiophysicsPostgraduate：YANGXiao-leAdvisor：SUNRun-guangAbstract：Co

8、enzymeQ10widelyexistsineachkindofhistiocyteinparticularinmitochondfionofthecardicmusclecell，isonekindofimportantactiveenzymeincardicmusclecell，reactaselectrontransfersysteminbreath-chainofmitochondrion,andisaimportantpartinbreath-chain，participatesinATPsynthesis．Itisalsoone

9、kindofoxygenfleeradicaleliminationmedicinalpreparation．Itsunusualmetabolismisconne