蛋白质聚集过程成核速率与自生长速率的理论分析

摘要

蛋白质聚集是生命体内一类重要的现象。越来越多的疾病，例如老年痴呆症和帕金森氏病、Ⅱ型糖尿病，都被发现与组织和器官脑、心、脾中的蛋白质聚集直接相关;同样，蛋白质的聚集对于正常的生物学功能也是十分重要的，比如G-纤维型肌动蛋白，谷氨酸脱氢酶，微管蛋白，鞭毛等的形成;因此，关于蛋白质聚集的研究具有重要的生物医学意义。对于蛋白质聚集的基本机制，伴随着蛋白质成核和生长的动力学模型的提出已经有了50多年，然而，对于一些具体蛋白质聚集具体机制，仍然有许多不清楚的地方。
　　本文正是基于Finke-Watzky两步模型机制，对Aβ淀粉样蛋白和胰岛素的聚集随时间变化过程进行分析，利用数学方法对实验数据进行模拟，得出这些蛋白质聚集系统的成核速率、自生长速率;并利用单体的初始浓度，以及成核速率和生长速率，从理论上计算出蛋白质聚集过程中的关键点，主要研究成果如下:
　　(1)当外界环境发生变化时，我们考虑Aβ蛋白聚集过程和添加两种不同的抑制剂时胰岛素聚集过程，对聚集率随时间变化的关系进行分析拟合，得出理论上关键点的数据与实验数据定量吻合。进而验证了理论方法和本文的推导结果的正确性。
　　(2)对以上结果进一步的理论分析后，发现对Aβ淀粉样蛋白和胰岛素聚集随时间的变化过程进行分析时，无论是改变培养的热力学条件（如温度、PH值、盐浓度），还是添加抑制蛋白质聚集的抑制剂，成核速率和生长速率都成线性负相关，这是对以往研究蛋白质聚集过程中关于成核速率和生长速率一个新的理解。就人体而言，在正常的生理功能中，存在免疫系统来阻止疾病的产生，因此，成核速率与自生长速率存在负线性关系，表明在生物体内，正常的生理过程往往是向着较好的方向发展。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 蛋白质的简介

1．2 蛋白质的折叠和聚集

1．2．1 细胞中的蛋白质分子的折叠和错误折叠

1．2．2 蛋白质的聚集和淀粉样蛋白的形成

1．3 蛋白质聚集的研究历程

1．4 本文的主要研究内容及安排

第二章 理论分析

2．1 F-W两步模型的研究背景

2．2 F-W两步模型的研究方法

第三章 Aβ蛋白和胰岛素聚集的相关研究

3．1 Aβ淀粉样蛋白的聚集

3．1．1 温度对Aβ蛋白聚集的影响

3．1．2 PH值对Aβ蛋白聚集的影响

3．1．3 离子浓度对Aβ蛋白聚集的影响

3．1．4 Aβ蛋白聚集过程中，成核速率和生长速率的关联性

3．2 胰岛素的聚集

3．2．1 离子浓度对胰岛素聚集的转化率的影响

3．2．2 抑制物多肽对胰岛素聚集的转化率的影响

3．2．3 胰岛素蛋白聚集过程中，成核速率和生长速率的关联性

3．3 本章小结

第四章 总结展望

参考文献

攻读硕士期间作者发表论文目录

致谢