核酸、蛋白质的电荷数随pH的变化规律VIP免费

2000年第20卷第3期．加1—4∞有机化学C陆neseJ哪正of血g哪c。l锄l邮Ⅷ20，2000№．3．401～406研究简报核酸、蛋白质的电荷数随pH的变化规律张光先+李学刚舒长兵(西南农业大学基础科技学院重庆400716)摘要从理论上推导出核酸、蛋白质的正电荷数随pH的变化关系式：y=奎般，负电荷数随pH的变化关系式：工=塞燕、净电荷数随pH变化关系式以及等电点计算关系式．并从关系式中导出核苷酸、碱基、中性氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸的等电点关系式，表明理论推导是正确、可靠的。用表面活性剂沉淀肌酸激酶、不同pH的溶菌酶电泳方法验证了计算结果的可靠性。同时，计算了人DNA、蚕DNA、p一乳球蛋白带电荷数随pH的变化规律，并估计了计算误差。关键词核酸，蛋白质，电荷，pHAStlldyoftlIeNmIlberofClla峨铝ofNIlcleicAcidandProteiIlZHANGGuang一Ⅺan‘，UXue—Gang，SHUCh8ng—Bin(sD如“髓#且g啦础Ⅲ‰奸，删6踟增咖)Abs嘶tInt}lisst【ldy，t}le烈abonbetweent}lenuIIlberofP0sitive(y)0r“egadve(x)chalges0fnucleicac试“山e出isa耐V出y=毒燕anax=骞．燕res咿ti畸．netwo池nonare山哪·ica-bletothep10tei珊．1k—foⅡ肌la0f叫cleotide，v鲥ousarnino日cidsandbasescaIlbede矗vedfjDITltlle砣l以0ns．11liss}ld¨t}Iett}lerel撕onsare一曲tandreliablc．Thenetchargesofc陀a血瞄naseatvari叫8pHcalculatedfmmt11e—a·tionsarecoIlfi工111edbypIetipitadon0fproteinwitlls曲ctamt，andelec饥ph0咒sis1hevariationoft}lenumberofcha。ges0fhIlITmDNA，silkworITlDNAa11dp—lac【odobllliawi山pHisc丑lculated．Key珊rdsnucleicacid，pmtein，ch8即s，pH核酸、蛋白质是两类重要的生物大分子，都是多聚电解质，既可带正电荷，又可带负电荷。生物分子的带电特性常常是生物分子功能的决定因素，带电荷数对核酸与蛋白质的相互作用、分子构象nj、蛋白质与其它脂质分子的相互关系等有重要关系【20J。目前平衡离子缩合理论可以计算核酸的带电荷数与平衡离子浓度的关系⋯，但因其需要大分子具有一定的规则形状，不能用于计算蛋白质的带电荷数与平衡离子关系，同时，由于其没有考虑化学平衡因素，也无法计算多聚电解质的带电荷数与pH的关系。BjeⅡqvi咖B研究了用蛋白质氨基酸序列预测蛋白质在不同pH的电泳位置L“，DixonB也研究了蛋白质在不同pH的性质_7J，BjeⅡ删stvB还开发出GcG软件用于计算已知氨基酸序列蛋白质的等Re哪ved1999—02—02；R州sed1999一05—27；Acc6p州1999—11—24国家自然科学基金资助项目(27473717)。万方数据有机化学V01．20。2000电点，但不能计算蛋白质电荷数随pH的变化。在生物体中，出于pH豹分布存在缀大的差异，研究pH对垒魏分子魏露魂翼毒重要瓣意义。曩嚣，正莛鑫予计算核酸、蛋自质带电荷数隧p珏变诧关系式酶缺乏，研究蛋白质在生物膜上镶嵌时电荷的影响实际上研究的是多肽在生物膜，_l二的镶嵌_8““。此文从理论上推导出核酸、蛋白质的正电荷、负电荷、净电荷随pH的变化关系式，并用核苷酸、碱基、备荦争蘸基酸的等电点避行骏诫，以确定理论推导酶歪确谯、霹靠性。鬟表垂溪靛翻中魏蛋峦囊翡毫荷沉淀鬣自厦的方法验证了计簿结果的可靠性。同时，计算几个核酸分子、蛋白质分子带电荷数随pH的变化舰律，并讨论了计算误麓。l材料和方法飘簸激薅戆提取窥楚彳{：与熬文一致拉j，十二烷基硫酸镳皲漠纯÷二靛基三擎锾坶力上海纯学试爨厂分析她试剂，试验用水为去离亍：水。溶菌酶为上海生化试剂厂电泳单点纯。币同pH的肌酸激酶的沉淀。用0．1mol／unc—NaAc，O．1rnoL，Ij瞄sHcl和0+lH舯L／LGlv—NaOH缓冲俸系控耧溶渡pH，室温控制谯20±O。lO℃，舰酸激臻滚发蠖定为0．5％忍，搭戮10娃，，pH4—6(飘酸激酶带正电荷)，用2—越倪十=烷基硫酸钠(带负电荷)沉淀肌酸激酶，pH7—10(肌酸激酶带负电荷)，用2mⅫL／L溴化十二烷熬三甲铵沉淀肌酸激酶。肌酸激酶沉淀后经10000mm离心5分钟，然后在280一处测定上清液中的吸收值，达到最小值时郛为蕊淀终点。沉淀原理是：飘敬激酶带有电荷，用帮褪爱瞧褥翡表蚕活幢翔串程憩稼，姿蛋鑫曩电薄被中和詹失去水佬能力两沉淀。蛋白质带电荷数越...