纳米界面上蛋白质构象及其电化学性能

蛋白质（酶）的功能与其构象密切相关，一旦蛋白质分子的构象发生某些精细的改变，就有可能引起蛋白质的某些特性和功能发生改变。本项目利用电化学方法，结合现代光谱学等技术，详细探讨纳米界面上蛋白质分子空间构象及其电化学性能。通过考察不同纳米材料或同一种纳米材料不同结构、粒径、修饰基团对蛋白质构象和电化学性能的影响；考察各种外在条件如外加电场、溶液的组成、温度、pH值等对纳米界面上蛋白质构象和电化学性能的影响。找出纳米载体对蛋白质构象的作用、蛋白质构象与电化学性能的关系以及蛋白质去折叠、重折叠的方法，总结出它们之间的规律。这些研究结果可为制备高效稳定的生物传感器，开发实用性的纳米生物医用传感器和仿生器件提供理论基础；还可为进一步研究蛋白质构象疾病的致病机制提供有益的参考。

蛋白质（酶）的生物功能与其精确的链构象和折叠结构密切相关。蛋白质分子的构象改变，会引起生物体系统的紊乱从而引起疾病。本课题研究了不同纳米材料对多种蛋白质构象的影响，并设计合成了具有良好生物相容性的金纳米材料、碳纳米材料、羟基磷灰石纳米材料以及铁磷酸盐等纳米材料。以功能性纳米材料为平台构建了一系列生物传感器，研究多种蛋白质在不同功能纳米材料上的固定，发展了具有高选择性、高灵敏度、高稳定性的新型生物传感器件。以葡萄糖氧化酶，血红素类蛋白质（血红蛋白、肌红蛋白、辣根过氧化物酶），漆酶，尿酸酶和胆碱氧化酶为研究对象，采用电化学方法、紫外–可见光谱、荧光光谱、圆二色光谱和傅里叶变换红外光谱，研究了纳米粒子对蛋白质构象的影响；考察了温度、溶液pH值及化学小分子盐酸胍对蛋白质构象的影响。本研究不仅研究蛋白质分子在纳米材料表面详细的构象行为，而且为蛋白质的生物功能化应用提供了理论依据，为从生物大分子的生物学行为方面分析纳米材料的生物安全性构建了研究框架，并可用于进一步指导纳米材料的生物学应用。