导读:本文包含了单分子力谱论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:分子力,显微镜,原子,蛋白,丙烯酰胺,相互作用,高分子。
单分子力谱论文文献综述
刘文静[1]（2019）在《基于DNA折纸的单分子力谱研究》一文中研究指出力是生物分子相互作用过程中不容忽视的信号,它能直观地反映两个分子间的相互作用强度。从细胞运动到DNA复制和分离,从多肽的折迭到抗原抗体间的结合,几乎所有的生物过程都是由分子级的力来驱动。然而从单分子水平上来了解物质间的相互作用力以及生命过程具有避免集群研究的平均效应、捕获瞬态中间产物和表征非均相体系中的各亚群等优势。目前比较常见的单分子操纵技术主要包括磁镊、光镊以及基于原子力显微镜的单分子力谱技术(AFM-SMFS)。和光镊以及磁镊相比,AFM-SMFS技术其兼具高分辨成像和力学测定两种优势,使它成为研究分子间或分子内相互作用的最有效的手段。但是常规AFM-SMFS需要分别准备每个样品和悬臂,实验工作量增多,导致校准不确定性,并增加了未确定的环境变量的数量。这使得单分子力谱的后续数据筛选及数据分析工作量大且繁琐。然而通过改进,可以将这两种配体分别修饰在AFM探针和具有可寻址功能的DNA折纸上,具有位置优势其关键在于利用DNA折纸的可寻址定位功能更有目的性地探测两分子间的相互作用,使得到的数据更可靠而且易于分析。本论文的主要工作就在于把两条互补的DNA单链分别修饰在AFM探针和DNA折纸上,建立起以具有定位功能的DNA折纸为基底的力谱测定方法,随后综合利用DNA折纸的纳米精度的定位功能以及基于AFM单分子力谱的力学测定功能实现了在一次实验中对连续性碱基错配的高通量检测并可视化定量测定了链霉亲和素与生物素的单分子相互作用力。本论文的具体研究内容如下:第一部分:DNA折纸上单分子结构表征及其空间差异性对分子反应的影响。以DNA折纸作为目标分子地高辛(Digoxin)的纳米级定位模板,对分子个数和分子间距进行精确控制,从而能够从价态以及空间位置上检测Digoxin和IgG分子间的相互作用。第二部分:受到DNA折纸支持生物分子相互作用和结构的精确测量的启发,发展了一种基于DNA折纸的单分子力谱测定方法。以DNA折纸为基底,根据该DNA折纸的几何结构在该DNA折纸上分别选取若干修饰位点,在所选修饰位点的寡核苷酸链的5’端延伸一段目标DNA短链,所述目标DNA短链可与固定于AFM探针上的DNA短链互补配对;然后采用原子力显微镜单分子力谱的方法对位于DNA折纸和AFM探针上的两条互补DNA短链间的相互作用力进行测定,并收集特异性力-距曲线数据。该方法提供了一种检测效率高,特异性和精准度均得到提高的精准高通量单分子力谱方法,这种简便,高效的高通量单分子力谱方法为单分子力学的定量测量提供了一种高效而精确的测量手段。第叁部分:利用创建的基于DNA折纸的平行单分子力谱测定方法(Parallel Single-molecule Force AFM Spectroscopy,P-SMFS)实现了对碱基错配的检测。使用程序化DNA折纸,用P-SMFS,我们在几十分钟内就可以成功地区分出折纸上的六种不同的没有或多个碱基错配的靶DNA。特别是,仅仅存在单个碱基对错配的不同目标通过仅4 pN的解除绑定力的差异清楚地区分,这是超出常规AFM-SMFS方法限制的灵敏度。总的来说,我们的方法表明,携带特定靶分子的程序化DNA折纸可以为AFM-SMFS的多重测量提供简单可靠的平台,用于高通量筛选各个生物分子纳米力学性质。第四部分:可视化定量测定链霉亲和素与生物素的单分子相互作用力。由于链霉亲和素和生物素间具有极高的亲和力和比较长的键寿命。在力谱测定体系中通常作为连接物,所以明确各种因素对于链霉亲和素和生物素之间相互作用强度的影响是非常必要的。为了能够对链霉亲和素与生物素进行可视化定量测量。我们利用具有可寻址功能的DNA折纸作为衬底来固定生链霉亲和素分子,把生物素分子固定于AFM探针上,把用生物素功能化的AFM探针垂直接近折纸上的链霉亲和素并做单分子力谱,能够定量获得链霉亲和素与生物素相互作用强度,而且此过程是可视化的,这一方法能可对未来用到链霉亲和素与生物素系统做连接物的单分子力谱提供深入的了解。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)》期刊2019-06-01）
李贝贝,孟荣英,李屹,刘惠亮[2]（2019）在《原子力显微镜单分子力谱研究ICAM-1/CD11b相互作用及药物干预的影响》一文中研究指出目的利用绿色荧光蛋白(GFP)标记人细胞间黏附分子-1(ICAM-1),观察GFP是否影响ICAM-1在细胞膜表面的定位,实现ICAM-1可视化。应用原子力显微镜(AFM)单分子力谱研究ICAM-1/CD11b相互作用,并探讨瑞舒伐他汀(RSV)及单抗类药物干预的影响。方法从人脐静脉内皮细胞(HUVEC)中提取总RNA,设计合成PCR引物(两端分别含有Bam HⅠ、HindⅢ特异性酶切位点),使用RT-PCR扩增获取ICAM-1cDNA编码区序列,经测序分析筛选正确序列,与pEGFP-N1表达载体相接,即得到基于GFP的重组质粒pICAM-1-GFP,脂质体介导转染COS-7细胞,通过荧光显微镜观察融合蛋白pICAM-1-GFP在COS-7上的定位。AFM单分子力谱测量该细胞模型上单对黏附分子ICAM-1/CD11b的相互作用力值,应用RSV及抗ICAM-1单克隆抗体干预,检测黏附力值是否有变化。结果序列分析RT-PCR扩增获得的片段为人ICAM-1的cDNA编码区,pICAM-1-GFP发出绿色荧光定位于COS-7细胞表面。单对黏附分子ICAM-1/CD11b的相互作用力值约为42 pN,RSV干预对此值无明显影响,而抗ICAM-1单克隆抗体则有效降低了此单对黏附分子亲和力。结论荧光蛋白GFP能融合于ICAM-1的C端,且不影响ICAM-1在COS-7细胞膜表面的定位表达。RSV不能通过直接阻断单分子ICAM-1或CD11b影响其相互作用,可能是通过有效抑制ICAM-1表达量的增加从而发挥抗动脉粥样硬化炎症进程作用。抗ICAM-1单克隆抗体有效降低黏附分子亲和力,提示单抗类药物在抗炎治疗领域的应用前景。该研究建立的方法模型可作为活细胞体系探讨单对黏附分子亲和力及药物干预影响的重要研究手段。(本文来源于《军事医学》期刊2019年01期）
李逊,薛玉瑞,宋宇,张文科[3]（2018）在《硫醚-金配位相互作用的单分子力谱研究》一文中研究指出利用基于原子力显微镜的单分子力谱技术,定量研究了独立状态下自组装单层膜中的单个硫醚-金相互作用强度,并从单分子水平探讨了外界因素对硫-金配位键强度的影响.结果表明,硫醚分子以配位键形式与金基底结合;与还原金表面相比,氧化金表面能够加强硫-金作用强度;另外,溶剂对其硫-金配位键强度也产生影响.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2018年12期）
杨鹏[4]（2018）在《聚合物单晶力致解链的单分子力谱研究》一文中研究指出聚合物晶体材料的形变过程与相应的机理是高分子物理中一个重要的研究主题。针对该主题的相关研究对高性能聚合物晶体材料的设计与开发有重要的指导意义。科研人员发现纳米尺度的聚合物片晶的稳定性对聚合物材料的性质有着决定性的影响。然而受限于研究手段,以往人们都在宏观或者介观尺度上研究聚合物晶体材料结构和形态的变化。聚合物分子的链结构、晶体厚度、晶体内部的链构象以及外部的微环境在分子水平上对聚合物片晶力学响应的影响依旧未知。单分子力谱技术的出现使得直接在单分子水平研究聚合物片晶的力致解链成为可能。本论文将原子力显微镜的成像功能与单分子力谱技术相结合,研究聚合物单晶中单个链的解折迭过程、影响因素及相应的机理。论文主要包括以下内容:一、揭示末端基团影响聚氧乙烯单晶力致解链过程的本质。我们利用基于原子力显微镜的单分子力谱技术,对带有不同末端基团的聚氧乙烯单晶进行力致解链操作。结果表明末端基团会对聚氧乙烯单晶力致解链的过程产生影响,并且是影响特定数目的晶杆。进一步的实验表明,末端基团很有可能是通过单晶表面的链环在同一个聚氧乙烯分子链内部传递影响。末端基团处于晶体上表面抑或是下表面也会影响单晶力致解链的力值。二、研究偶联基团对聚氧乙烯单晶力致解链的影响,进而实现力致解链行为的有效调控。我们利用二异氰酸酯与聚氧乙烯反应制备含有不同偶联基团的聚合物链,并通过稀溶液自晶种法培养成单晶。利用单分子力谱技术研究聚合物单晶力致解链的过程,我们发现对于给定的偶联基团其影响特定数目晶杆的解链行为,因而调整偶联基团的间距可以有效地调整受影响晶杆的比例。改变偶联基团的尺寸可以调节解链所需的力值与能量。引入一个长的无定形嵌段,可以显着提升单晶力致解链所需的力值。叁、建立聚合物单晶中链构象与单分子力学性质的关联。利用单分子力谱技术对锯齿形构象的聚己内酯单晶与螺旋构象的聚左旋乳酸单晶进行力致解链操纵,并结合单晶的晶胞参数与链内基团排布分析力致解链的过程。结果表明,锯齿构象的聚己内酯单晶,其链间分子相互作用比较强,力致解链过程是以粘滑运动为主;螺旋构象的聚左旋乳酸单晶,其链间分子作用比较弱,力致解链过程是以平滑运动为主。四、建立在气相环境进行单分子力谱的方法。利用气相单分子力谱方法对聚氧乙烯单晶的力致解链进行研究,并与液相中的力致解链进行对比。我们发现聚氧乙烯单晶在气相环境中力学稳定性与解链能垒都有提升。并且,气相环境有利于单分子力谱技术扩展拉伸速率范围,提升力精度。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-12-01）
李逊[5]（2018）在《力诱导化学反应的单分子力谱研究》一文中研究指出力化学被广泛应用于现代化学合成以及功能材料改性中,可以诱发化学反应甚至改变反应路径。从单个分子层面理解分子在受外力作用时的变化过程以及变化机理,为开发新型机械力响应功能材料提供了理论基础并指明了拓展方向。本论文采用基于原子力显微镜的单分子力谱技术,从单分子层面定量化探究高分子链段以及力响应功能基团在外力诱导下构象变化、构型变化和化学键断裂。论文第一章,陈述了力化学的发展历史以及本论文的研究背景。详细介绍了原子力显微镜技术以及基于原子力显微镜的单分子力谱仪器的工作原理、基本构成以及应用范围。论文第二章,合成了聚苯乙炔及其衍生物,并利用圆二色谱法以及差示扫描量热法对高分子主链构象进行了表征,确定在具有较大侧基时高分子主链的稳定构象为全顺式的螺旋构象。利用单分子力谱技术研究了单取代聚苯乙炔高分子主链在外力作用下由全顺式构象向全反式构象转变的过程。结果表明,随着拉伸力的增加,高分子主链会经历两个转变过程:全顺式-顺反交替式的构象转变以及顺反交替式-全反式的构型转变。由全顺式构象转变为顺反式构象所需力值较低,仅为80pN左右;由顺反式向全反式的构型转变所需力值较高,约为800pN。且撤销外力后,此两个过程完全可逆。这一结果颠覆了以往人们对于共轭高分子在温和条件下构型转变不可逆的认知。此外,考察了碘掺杂对高分子主链螺旋结构稳定性的影响,发现碘单质的加入,在一定程度上破坏了螺旋结构的完整性,使其稳定性降低。这一结果为人们研究高分子掺杂的机理提供了参考。论文第叁章,考察了侧基大小、侧基极性、手性基团以及氢键效应对单取代聚苯乙炔高分子主链全顺式螺旋构象稳定性的影响。实验结果表明,侧基越大,空间位阻效应越明显,则主链螺旋结构越稳定,表现为单分子力谱中“平台”力值越高;溶剂极性与高分子侧基的极性越相近,主链螺旋构象越稳定;当高分子侧链上具有手性基团时,能够帮助稳定主链的螺旋构象;分子内氢键的形成,有助于保持高分子主链螺旋结构的完整性。以上结论对于调控自然状态下高分子主链构象具有指导作用。论文第四章,研究了带有肉桂酸二聚体机械力响应基团的高分子在受外力作用时的开环反应。实验结果表明,四元环基团在溶液中能够稳定存在。当受到外力拉伸作用时,四元环基团发生开环反应,同时释放“隐藏长度”。对于不同构型的肉桂酸二聚体,开环反应所需力值有明显差别:当四元环为顺式构型时,开环力值约为1nN;当为反式构型时,开环力值约为2nN。这种双重力响应机制使肉桂酸二聚体高分子成为制备多重-力响应功能材料的良好备选。论文第五章,研究了具有螺噻喃功能基团的高分子在受外力作用时的开环反应。研究结果表明,当单根高分子链受到400pN以上的外力作用时,螺噻喃基团发生开环反应,形成稳定的部花青结构,同时释放长度。与含肉桂酸功能基团的高分子不同的是,在外力撤销后螺噻喃基团能够重新形成。并且这种可逆的开环-闭环反应伴随着宏观上颜色的变化。这一同时具有力学以及光学双重响应的高分子对于制备新型的多功能材料提供了潜在可能。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-12-01）
李占东[6]（2018）在《高分子复合物的AFM单分子力谱研究》一文中研究指出研究聚合物复合体系的组装解组装过程并在单分子水平上给出聚合物复合体系中组分之间的结合模式和结合强度的信息对于设计合成高性能高分子复合材料至关重要。采用传统意义上对聚合物复合体系的研究方法(红外光谱,圆二色谱,分子动力学理论模拟等),能够获得整体水平上各个组成部分之间相互作用的平均化信息。而这些方法很难给出组分间在分子水平上的相互作用及组装解组装过程等信息。随着人们对分子水平上微观事物认知的迫切需要,基于原子力显微镜的单分子力谱方法应运而生。这种研究手段可以实现单个分子水平上对高分子复合物中组分间的相互作用的研究。本论文通过基于原子力显微镜的单分子力谱方法,并结合红外、圆二色谱等表征手段研究了复合物中组分间的作用,发展了一种单分子水平上实时监测高分子纳米复合物动态组装解组装过程,驱动力以及调控设计纳米复合物结合模式及强度的新方法。论文主要取得以下成果:一、建立了用于高分子与纳米粒子相互作用研究的单分子实验方法。我们将带正电荷的聚赖氨酸与带负电荷的杂多酸粒子进行复合,并进行力谱实验,系统考察了纳米粒子的形状、电荷数以及周围介质对二者相互作用的影响规律。得到在低力值区域带有锯齿特征的典型力曲线,对应于聚赖氨酸与杂多酸之间静电作用的破坏。对比在不同盐浓度下锯齿形信号强度的变化,证实了这种静电作用。实验结果显示,纳米粒子的电荷数、粒径对复合物的表观力学稳定性没有影响。然而,纳米粒子的形状对高分子复合物的表观力学性质影响较大,盘状粒子与PLL的解离模式以剪切模式为主,而球状粒子与PLL的解离模式以解拉链模式为主,导致盘状粒子所形成的复合物力学稳定性更高。该方法还可以用于其它聚合物与纳米粒子复合物体系的研究。二、揭示了手性碳纳米管与单链DNA的结合模式组装驱动力。通过将手性碳纳米管与单链DNA组装成复合物,并进行AFM成像、圆二色谱以及单分子力谱实验,系统考察了纳米管手性、DNA序列以及溶液离子强度等对结合模式、结合强度的影响规律。实验结果显示单链DNA与纳米管之间以缠绕的方式进行结合,并形成螺旋结构。该螺旋结构的规整性受到DNA序列以及碳纳米管手性的影响,当DNA序列与纳米管手性匹配时所形成的结构为规整螺旋,反之螺旋结构不规整。实验结果还表明,纯水中的组装/解组装过程为π-π及疏水作用驱动的准平衡过程;在盐溶液当中,解组装为非平衡过程,而组装过程分两步实现,首先,DNA在π-π作用及疏水效应诱导下快速吸附形成松散螺旋结构,接着,螺旋结构在氢键(相邻DNA片段中的碱基之间形成可以形成氢键)诱导下逐步收紧。通过动态力学谱获得了盐溶液中单股DNA从碳纳米管表面解离的能量路径及相关动力学参数。叁、利用单分子力谱的方法,研究了串联的轮烷分子马达的结合模式、结合强度及动态结合与解离过程。对串联的轮烷复合物的往复拉伸实验(恒速)结果显示,复合物的解离及结合都存在力加载速率依赖性。结合Bell-Evans模型,我们得到聚轮烷复合物的解离的势能谱及相关动力学参数并绘制了从结合态--过渡态--解离态能量变化的完整能量谱。通过四种修饰策略,我们研究了轮烷分子马达的脱环强度,轮烷分子轮轴分离时的脱环力大约为250 pN。结合恒力和恒速实验,我们给出轮烷分子的组装过程分两步进行:第一步为冠醚分子在轴上的自由移动;第二部分为冠醚运动到主客体结合位点处实现主客体组装的过程。我们发现不同的溶液环境下,轮烷本身均保持了完好的结构。而一旦受到足够的外力,轮烷分子就能够打开。四、利用单分子力谱的方法,研究了聚[2]索烃和聚[n]索烃中大环的线性运动,振动及转动,同时比较了聚[2]索烃与聚轮烷分子马达运动的分子机制。通过聚[2]索烃在不同拉伸速率下进行拉伸及往复拉伸,得到了聚[2]索烃运动的动力学参数。通过聚[2]索烃在不同溶剂中的实验,发现了在不存在氢键的情况下,大环能够发生线性运动,转动,振动等运动,并且在这些运动的随机组合下能够形成力学稳定性很好的大环之间的堆迭结构。通过聚[2]索烃在极慢的速率下力谱实验,发现索烃能够在结合态和解离态之间发生动态跳跃,而这些跳跃对应于大环分子的线性运动及振动等组合。聚[n]索烃的结果显示其中的大环具有很好的运动能力,聚[n]索烃中大环的运动能力好于聚[2]索烃。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-12-01）
刘文静,孙彤,张萍,李琳,吕军鸿[7]（2018）在《原子力显微镜单分子力谱技术在G四链体研究中的应用》一文中研究指出端粒在细胞的生理病理过程中起到至关重要的作用。端粒末端有一段富含鸟嘌呤(G)的单链DNA重复序列,该序列在单价金属离子如Na+或K+作用下可以折迭形成G-四链体结构,这一结构不能被端粒酶延长,从而抑制了端粒酶的活性,因此成为了潜在的抗癌药物作用靶点。目前,寻找能够稳定DNA G-四联体结构形成的小分子配体成为了许多抗癌药物设计的新思路。研究这些小分子配体与G-四链体的作用强度对高效抗癌药物的筛选尤为重要。单分子力谱技术可以直接观察到小分子配体与G-四链体间的相互作用。本文主要综述了原子力显微镜单分子力谱技术在G-四链体及其与小分子配体相互作用的研究进展,并对单分子力谱技术在G-四链体中的应用和发展趋势进行了总结和展望。(本文来源于《南方医科大学学报》期刊2018年09期）
吕秀娟[8]（2018）在《锯齿型构象高分子单晶纳米力学性质单分子力谱研究》一文中研究指出建立高分子晶体中链构象与其单分子力学性质间的联系,对于指导高分子晶体材料的设计和基于高分子晶体的纳米结构构筑具有十分重要的意义。本文中我们以叁种典型的锯齿型构象高分子晶体作为模型体系,结合原子力显微镜(AFM)的成像功能和单分子力谱(SMFS)方法来实现单个分子从其单晶中的熔融解链,并进一步揭示外力诱导熔融过程中高分子链在晶体中的运动模式及影响因素。在本论文的第一章,首先简要回顾了几种高分子晶体模型,介绍了高分子晶体中分子链构象以及研究高分子晶体纳米力学性质的主要方法。随后对原子力显微镜工作原理和基于原子力的单分子力谱技术(SMFS)进行比较系统地阐述。最后,对单分子力谱技术在高分子领域的应用进展按照由简入繁的顺序进行了总结。第二章的主要内容是制备及表征聚酰胺66(PA66)和聚酰胺6(PA6)单晶,并研究了PA66单晶中单分子链在外力诱导下熔融解链的过程及影响因素。通过自晶种方法分别制备了PA66和PA6单晶,AFM成像显示PA66和PA6单晶均为表面平整的长条形片晶。X射线衍射(XRD)结果表明PA66和PA6单晶均为α晶型。在AFM恒力模式和恒速模式下,PA66解折迭曲线分别为锯齿和台阶形状信号。另外,我们还研究了溶剂极性、力加载速率、力加载装置弹性系数以及针尖与晶体间无定形链段长度对熔融力值的影响。结果表明:(1)极性溶剂会影响酰胺键之间的氢键从而降低PA66单链的力学稳定性,且溶剂极性越大,PA66单链的解折迭力值越低;(2)解折迭力值没有明显的速率依赖性;(3)弹性系数较大的力加载装置会增大解折迭力值;(4)较短的无定形链段使得有效弹性系数增大,最终使解折迭力值增加。第叁章中,以PA66为模型体系,研究了PA66链段在晶体内部的氢键网络中受力后发生的粘滑(stick-slip)运动,并对其力学本质进行深入分析。具有氢键网络的材料通常具有很好的韧性和强度,而氢键网络中stick-slip运动无处不在。但由于应力累积与释放过程十分复杂,有关stick-slip运动机理的实验研究颇具挑战。PA单晶因为兼具十分明确的晶体结构、化学组成和较强的分子间作用力是非常理想的用于研究stick-slip运动的模型体系。我们的结果表明弹性系数较大的力加载装置会提高断裂力值,断裂后体系应力更容易释放,使得链段滑移后氢键更容易再次形成,观察到小锯齿峰数目随之显着增多;通过改变桥连于针尖于晶体的无定形链段长度可以改变整个体系有效弹性系数,也能达到相同的效果。同时,我们对比了PA66和PA6的stick-slip运动,发现分子链滑移距离依赖于分子链旋转的发生以及氢键网络中重复单元的分子结构。第四章中的研究对象是不具有氢键网络的锯齿型构象高分子晶体——聚乙烯(PE)。通过改变结晶温度,我们制备了四种不同厚度的PE单晶。研究表明,随着聚乙烯单晶厚度增加,熔融解链过程需要破坏的作用位点随之增加,解链力值显着提高。力加载装置或无定形链段的弹性系数增大,都会降低作用位点解离速率,最终使PE的纳米力学强度增强,进而提高解链力值和促进力学稳定性相对较差的中间态形成,体现为力-拉伸曲线上stick-slip运动特征小锯齿增多。在最后一章中,我们将PA66和PE的单分子熔融解链的力学性质进行直观对比,分析两者宏观力学差异的分子机理。结果表明,具有多重氢键的PA66晶体体系的熔融解链力值明显高于PE晶体中的力值;两者力诱导熔融解链过程中都经历stick-slip运动,且当力加载装置弹性系数降低时,stick-slip运动也都受到抑制。以上结果加深了我们对锯齿型构象高分子单晶力学性质本质的理解,为调控类似的高分子材料的力学响应提供了有益的参考。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
聂静嫄[9]（2018）在《蛋白内cation-π相互作用的单分子力谱研究》一文中研究指出Cation-π相互作用是指带正电荷的阳离子与富电子π体系芳烃间的静电相互作用。它是一种非常重要的非共价相互作用,在蛋白质折叠、维持蛋白质稳定、分子识别等方面都有着极其重要的作用。中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(Neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)是脂质运载蛋白家族中的一员,具有保守的二级结构和功能。与其他脂质运载蛋白不同,它能通过cation-π相互作用结合邻苯二酚类嗜铁素从而间接地结合铁,形成嗜铁蛋白-嗜铁素-铁叁元复合物,因此又称为嗜铁蛋白。之前人们对于NGAL的生理学意义广泛关注,却极少有人研究NGAL的分子稳定性和cation-π相互作用对力方向性的响应。随着近年来人们对分子间相互作用研究的深入,单分子力谱技术(Single-molecule Force Spectroscopy,SMFS)得到了快速发展和广泛应用。基于原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)的单分子力谱是其中的一种。由于原子力显微镜具有原子级的高空间分辨率,能在接近生理环境的条件下(如溶液中)操作等优点,原子力显微镜单分子力谱法正越来越广泛地应用于分子间相互作用的研究。因此我们利用基于原子力显微镜的单分子力谱对嗜铁蛋白中的cation-π相互作用进行研究。第二章中我们通过单分子力谱的方法研究嗜铁蛋白NGAL中的cation-π相互作用在平行方向上的强度。和共价键相比,cation-π是一类较弱的非共价键相互作用。根据作用的原理,我们认为其具有一定的方向性。我们采用基因定点突变技术在二硫键内部的loop上选取合适的位点进行突变,得到了 cys-GBl-NGAL(Q117C)和(GB1)2-NGAL(P102C)的两个突变蛋白,并在体外构建NGAL-catechol-Fe(Ⅲ)complex,同时对每个突变蛋白进行了以下两组单分子力谱实验:不加Fe(Ⅲ)L3的蛋白作为control和加Fe(Ⅲ)L3的蛋白作为complex。从实验结果我们发现发现力在平行方向作用于NGAL中的cation-π相互作用时,cation-π相互作用强度很弱,使得解折迭信号和解折迭力没有明显变化。第叁章中我们通过单分子力谱的方法研究嗜铁蛋白NGAL中的cation-π相互作用垂直方向上的强度。我们利用分子生物学构建得到了 cys-GBl-NGAL(K 124C/T82C)和(GB1)2-NGAL(F 133C/F122C),进行蛋白的表达纯化并在体外构建NGAL-catechol-Fe(Ⅲ)complex,对每个突变蛋白进行control和complex两组单分子力谱实验,以此研究力垂直作用于cation-π相互作用时这个非共价相互作用的强度。实验结果显示,除T82C这种突变外,其余的突变不加Fe(Ⅲ)L3的control和加Fe(Ⅲ)L3的complex的解折迭途径没有很明显的变化,相同的解折迭力只有～20pN的增幅,我们推测cation-π相互作用的强度很小,以至于原子力显微镜不能准确观测到这个强度变化。在下一步的研究中,我们将转向另一种含有cation-π的蛋白,再次进行单分子力谱研究,验证cation-π相互作用的强度大小。通过上述研究结果,我们对于NGAL中cation-π相互作用的方向性进行了科学的阐述,加深了对蛋白质结构内的非共价相互作用的理解。(本文来源于《南京大学》期刊2018-05-13）
段威力[10]（2018）在《聚（N-异丙基丙烯酰胺）在盐酸胍水溶液中的单分子力谱研究》一文中研究指出一直以来,人们对蛋白质、DNA等生物大分子的探索不曾间断。但由于这些生物大分子的结构相当复杂、分子之间相互作用较多,对生物大分子的直接研究变得非常困难。聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)结构简单,其分子链每个重复单元均含有与蛋白质结构类似的酰胺基团;而盐酸胍是一种常用的蛋白质变性剂,并且胍离子处于霍夫梅斯特阳离子序列最右端。因此,研究胍盐与聚(N-异丙基丙烯酰胺)的相互作用,有助于理解蛋白质变性时其内部结构的改变或破坏机理,并解释霍夫梅斯特的内因。基于原子力显微镜的单分子力谱技术广泛地应用于研究高分子单链弹性行为以及分子内和分子间的相互作用。本文对基于原子力显微镜的单分子力谱技术的各个方面作了简单介绍,同时利用基于原子力显微镜的单分子力谱技术对聚(N-异丙基丙烯酰胺)在不同浓度盐酸胍水溶液中的单链力学性能进行研究,并对实验结果从不同角度进行分析解释,提出假设猜想。在此基础之上,通过研究聚(N-异丙基丙烯酰胺)在0.1 mol/L不同pH的1-乙酰基胍水溶液中的力学性能佐证先前的猜想。本文的主要工作和实验结论如下:研究聚(N-异丙基丙烯酰胺)在不同浓度的盐酸胍水溶液中的单链力学性能,当盐酸胍浓度高于0.1 mol/L时,聚(N-异丙基丙烯酰胺)的单链力学性能不再发生变化,并且其力学性能与在水、二甲亚砜(本征弹性)中获得的实验结果相差很大。对此本文从熵弹性和焓弹性两个方面对其进行分析:我们发现熵弹性理论无法对实验现象做出合理的解释;而从焓弹性方面分析,我们猜想聚(N-异丙基丙烯酰胺)分子链在与溶液中的胍结合后可能会带有部分正电荷,而使聚(N-异丙基丙烯酰胺)分子链表现出一定的刚性。鉴于此,我们通过降低盐酸胍浓度做出了初步验证。研究聚(N-异丙基丙烯酰胺)在不同pH的0.1 mol/L的1-乙酰基胍中的单链力学性能,聚(N-异丙基丙烯酰胺)在pH=9.8的0.1 mol/L的1-乙酰基胍中与0.1 mol/L的盐酸胍中表现出相同的力学性能;当用0.1 mol/L的NaOH调节溶液pH至11.6时,由于溶液中的OH~-的增加,导致1-乙酰基胍的水解被大量抑制,经计算,1-乙酰基胍在该环境下的水解率低于0.02%,即溶液中基本不含带电的1-乙酰基胍。此时,聚(N-异丙基丙烯酰胺)分子链的刚性明显减弱,侧面佐证了与分子链结合胍离子会影响聚(N-异丙基丙烯酰胺)的单链力学性能。(本文来源于《西南交通大学》期刊2018-04-20）
单分子力谱论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
目的利用绿色荧光蛋白(GFP)标记人细胞间黏附分子-1(ICAM-1),观察GFP是否影响ICAM-1在细胞膜表面的定位,实现ICAM-1可视化。应用原子力显微镜(AFM)单分子力谱研究ICAM-1/CD11b相互作用,并探讨瑞舒伐他汀(RSV)及单抗类药物干预的影响。方法从人脐静脉内皮细胞(HUVEC)中提取总RNA,设计合成PCR引物(两端分别含有Bam HⅠ、HindⅢ特异性酶切位点),使用RT-PCR扩增获取ICAM-1cDNA编码区序列,经测序分析筛选正确序列,与pEGFP-N1表达载体相接,即得到基于GFP的重组质粒pICAM-1-GFP,脂质体介导转染COS-7细胞,通过荧光显微镜观察融合蛋白pICAM-1-GFP在COS-7上的定位。AFM单分子力谱测量该细胞模型上单对黏附分子ICAM-1/CD11b的相互作用力值,应用RSV及抗ICAM-1单克隆抗体干预,检测黏附力值是否有变化。结果序列分析RT-PCR扩增获得的片段为人ICAM-1的cDNA编码区,pICAM-1-GFP发出绿色荧光定位于COS-7细胞表面。单对黏附分子ICAM-1/CD11b的相互作用力值约为42 pN,RSV干预对此值无明显影响,而抗ICAM-1单克隆抗体则有效降低了此单对黏附分子亲和力。结论荧光蛋白GFP能融合于ICAM-1的C端,且不影响ICAM-1在COS-7细胞膜表面的定位表达。RSV不能通过直接阻断单分子ICAM-1或CD11b影响其相互作用,可能是通过有效抑制ICAM-1表达量的增加从而发挥抗动脉粥样硬化炎症进程作用。抗ICAM-1单克隆抗体有效降低黏附分子亲和力,提示单抗类药物在抗炎治疗领域的应用前景。该研究建立的方法模型可作为活细胞体系探讨单对黏附分子亲和力及药物干预影响的重要研究手段。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
单分子力谱论文参考文献
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