袁 燕，梅雙喜

(1.云南民族大學(xué)民族醫(yī)藥學(xué)院，民族藥資源化學(xué)國家民委-教育部重點實驗室，云南昆明 650500;2.云南白藥集團創(chuàng)新研發(fā)中心，云南昆明 650500)

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蒜頭果蛋白的紅外光譜及圓二色譜分析

袁 燕1，梅雙喜2

(1.云南民族大學(xué)民族醫(yī)藥學(xué)院，民族藥資源化學(xué)國家民委-教育部重點實驗室，云南昆明 650500;2.云南白藥集團創(chuàng)新研發(fā)中心，云南昆明 650500)

[目的]研究蒜頭果蛋白微觀結(jié)構(gòu)與其抗腫瘤活性的關(guān)系。[方法]采用紅外光譜及圓二色譜等方法研究蒜頭果蛋白微觀結(jié)構(gòu)的變化。 [結(jié)果]蒜頭果蛋白在順式構(gòu)型狀態(tài)下較穩(wěn)定，是一種α+β型蛋白質(zhì)。[結(jié)論]試驗結(jié)果為進一步研究蒜頭果蛋白的結(jié)構(gòu)與功能奠定了基礎(chǔ)。

蒜頭果蛋白；紅外光譜；圓二色譜

蒜頭果(MalaniaoleiferaChun et S.Lee)屬于鐵青樹科蒜頭果屬[1]。蒜頭果蛋白是從蒜頭果中分離出來的具有抗腫瘤活性的糖蛋白。蒜頭果蛋白具有明顯抑制人宮頸癌HeLa、神經(jīng)瘤PC-12、人乳腺癌MCF-7、人白血病K562等腫瘤細胞體外增殖的能力[2]。由于其結(jié)構(gòu)尚未知，筆者采用紅外光譜、圓二色譜等方法分析蒜頭果蛋白微觀結(jié)構(gòu)的變化，旨在為進一步研究其結(jié)構(gòu)與抗腫瘤活性功能奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料1.1.1 材料與試劑。蒜頭果蛋白樣品由云南大學(xué)教育部自然資源藥物化學(xué)重點實驗室制備；化學(xué)試劑均為國產(chǎn)分析純。1.1.2 主要儀器。Avatar-360型傅立葉變換紅外光譜儀(Nicolet公司)； JASCO-815型圓二色譜儀(日本分光JASCO公司)。

1.2 方法

1.2.1 紅外光譜測定。將蒜頭果蛋白干粉和溴化鉀混合研磨后壓片，于Avatar-360型傅立葉變換紅外光譜儀測定紅外光譜[3-4]。

1.2.2 圓二色譜測定。將0.15 mg/mL蒜頭果蛋白溶液在JASCO-815型圓二色譜儀上測定圓二色譜。測試條件：樣品池厚0.1 cm，掃描范圍190～350 nm，掃描速度200 nm/min，光程分別為0.50、0.02 cm，靈敏度為2毫度/cm[5-6]。圓二色譜用平均橢圓度[θ]表示，單位為deg·cm2/dmol，并按Chen等[7]的方法計算各構(gòu)象單元含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅外光譜分析 肽鍵是一種酰胺鍵，它在紅外光區(qū)有特征的吸收峰。1 720～1 600 cm-1是酰胺I的吸收峰；1 450～1 550 cm-1是酰胺Ⅱ的吸收峰；1 330～1 200 cm-1是酰胺Ⅲ的吸收峰。蛋白質(zhì)主鏈的構(gòu)象主要由酰胺I和酰胺Ⅲ的特征峰確定，酰胺I的特征峰是碳基在平面內(nèi)的伸縮振動加上少量的N-H平面內(nèi)的彎曲振動的結(jié)果[8]，肽鏈官能團-H-N-C=O的特征吸收譜帶1 538.83 cm-1和1 400.35 cm-1，分別是-HN-C=O的反式構(gòu)型和順式構(gòu)型的吸收峰[9]。

圖1為蒜頭果蛋白在干粉狀態(tài)下的紅外光譜，其吸收峰的歸屬見表1。由圖1可知，反式吸收(1 400.35 cm-1)強于順式吸收(1 538.83 cm-1)，說明蒜頭果蛋白在順式構(gòu)型狀態(tài)下較穩(wěn)定。

圖1 蒜頭果蛋白的紅外光譜Fig.1 The infrared spectroscopy of malanin

由于酰胺Ⅲ區(qū)可以反映蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)信息，且不受水分子的干擾[10]，各種二級結(jié)構(gòu)的酰胺Ⅲ帶振動區(qū)域如下：1 340～1 290 cm-1為α-螺旋結(jié)構(gòu)；1 288～1 255 cm-1為無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)；1 248～1 220 cm-1為β-折疊結(jié)構(gòu)[11]。從蒜頭果蛋白的紅外光譜圖中可以看出，在1 240.63 cm-1處有紅外吸收峰屬于β-折疊結(jié)構(gòu)；在1 310.23 cm-1處有紅外吸收峰屬于α-螺旋結(jié)構(gòu)，根據(jù)二者吸收峰的相對強度，表明在蒜頭果蛋白中β-折疊結(jié)構(gòu)所占的比例大于α-螺旋結(jié)構(gòu)。

表1 蒜頭果蛋白酰胺基團的特征振動

圖2 蒜頭果蛋白在不同pH下的CD圖譜Fig.2 The CD map of malanin under different pH

2.2 圓二色譜分析 圖2為在pH5.0、6.0、7.0和8.0溶液狀態(tài)下，蒜頭果蛋白的圓二色譜(CD譜)。圖2結(jié)果表明，在上述4種不同pH條件下，pH 6.0、pH 7.0和pH 8.0的CD譜相差不大，摩爾橢圓度[θ]分別為-9.481×10+3、-10.044×10+3、-10.378 3×10+3deg·cm2/dmol，pH 5.0的CD譜的摩爾橢圓度[θ]為-7.534×10+3deg·cm2/dmol，均在192 nm處有1個正峰，在208和222 nm處有2個負槽，208 nm比222 nm的CD值數(shù)據(jù)要大，但峰的負值不大，說明蒜頭果膠白中α-螺旋和β-折疊都含有，是一種α+β型蛋白。 由表2可知，蒜頭果蛋白中β-折疊的含量大于α-螺旋，但這2種結(jié)構(gòu)都大于15.0%，說明蒜頭果蛋白應(yīng)該是一種α+β型蛋白質(zhì)。

表2 蒜頭果蛋白的二級結(jié)構(gòu)

3 結(jié)論

由于蒜頭果蛋白的結(jié)構(gòu)還未知，該研究采用紅外光譜、圓二色譜的方法分析蒜頭果蛋白微觀結(jié)構(gòu)的變化。蒜頭果蛋白的紅外光譜圖顯示其反式吸收(1 400.35 cm-1)強于順式吸收(1 538.83 cm-1)，說明蒜頭果蛋白在順式構(gòu)型狀態(tài)下較穩(wěn)定；在不同pH條件下測得的圓二色譜圖并按Chen等[7]的方法進行計算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蒜頭果蛋白中β-折疊的含量均大于α-螺旋，但這2種結(jié)構(gòu)都大于15%，說明蒜頭果蛋白應(yīng)該是一種α+β型蛋白質(zhì)。試驗結(jié)果為進一步研究蒜頭果蛋白的結(jié)構(gòu)與抗腫瘤活性功能奠定了基礎(chǔ)。參考文獻

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Infrared Spectroscopy and Circular Dichroism Spectrum of Malanin

YUAN Yan1, MEI Shuang-xi2

(1. Key Laboratory of Chemistry in Ethnic Medicinal Resources, State Ethnic Affairs Commission & Ministry of Education, Yunnan Minzu University, Kunming, Yunnan 650500; 2. Innovation Research and Development Center of Yunnan Baiyao Group, Kunming, Yunnan 650500)

[Objective] The relationship between microstructure and anti-tumor activities of malanin were analyzed. [Method] We studied the microstructure of malanin by infrared spectra and circular dichroism. [Result] Malanin had more stable state in the cis-configuration, and it was a protein with α+β type. [Conclusion] The results lay the foundation for further research on the structure and anti-tumor activities function of malanin.

Malanin; Infrared spectroscopy; Circular dichroism spectrum

國家自然科學(xué)基金項目(81260500)。

袁燕( 1975- )，女，江西分宜人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事生物有機化學(xué)研究。

2016-09-09

S 727.34;O 433.4

A

0517-6611(2016)33-0116-02