拉曼光谱法研究不同环境温度下脉冲电场对胰岛素二级结构影响及理论模型分析  被引量:5

Secondary Structure Changes of Insulin Induced by PEF Exposure at Different Temperatures Using Raman Spectra and Theoretical Model Analysis

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作  者:裴剑[1] 谢涛嵘[1] 严喆[1] 陈树德[1] 乔登江[1] 

机构地区:[1]华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海200241

出  处:《光谱学与光谱分析》2011年第6期1537-1540,共4页Spectroscopy and Spectral Analysis

基  金:长江学者和创新团队发展计划课题;上海市重点学科建设课题(B408);国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2011CB503701)资助

摘  要:近年来,弱电磁辐射生物效应已受到人们的普遍关注。前期研究发现脉冲电场与环境温度对胰岛素分子的构象产生协同效应。因此,文章首先应用拉曼光谱法研究了不同环境温度下脉冲电场对胰岛素分子二级结构的影响,得到胰岛素分子α螺旋结构含量的变化;并运用蛋白质螺旋-线团结构转变模型对实验结果进行定量分析,得到的理论模型可以较好地刻画不同环境温度下,脉冲电场对胰岛素分子α螺旋结构含量的影响。脉冲电场的作用及热力学环境的改变,使蛋白质螺旋结构向无规线团结构发生转变,可以解释脉冲电场作用下,胰岛素分子α螺旋结构含量随环境温度升高而下降的原因。研究结果为进一步研究弱电磁辐射对生物大分子二级结构的非热效应机理提供了一定的实验依据及理论参考。Recently,biological effects induced by weak electromagnetic fields have been a public concern.Our previous study found temperature and electromagnetic field co-effects on insulin conformation.Therefore,in the present study,Raman spectroscopy was employed to investigate the secondary structure changes of insulin molecule induced by pulsed electric field(PEF) exposure at various temperatures.The content changes in alpha helix of insulin were obtained.Then,protein helix-random coil transition model was used to quantitatively study the experimental results.The theoretical model could figure out the effect of PEF on alpha helix contents of insulin at different temperatures.The protein secondary structure transits from helix to random coil evoked by PEF exposure and change of thermodynamic environment,which could explain the reason for the decline of alpha helix content of insulin caused by PEF exposure together with temperature rising.The results offer experimental basis and theoretical reference for further study of the mechanism of nonthermal effects of weak electromagnetic fields on biological molecule secondary structure.

关 键 词:脉冲电场 拉曼光谱 螺旋-线团转变模型 

分 类 号:O657.3[理学—分析化学]

 

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