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BSA与羟磷灰石相互吸附的FTIR-ATR光谱
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]厦门大学化学化工学院化学系、固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门361005, [2]浙江师范大学初阳学院,浙江金华321004, [3]厦门阿尔特系统工程有限公司,福建厦门361005
  • 相关基金:国家自然科学基金(51571169)资助项目
中文摘要:

采用傅里叶变换红外衰减全反射(FTIR-ATR)光谱法对牛血清白蛋白(BSA)在羟磷灰石(HA)[Ca(10)(OH)2(PO4)6]表面不同时间的相互吸附作用进行了表征。在BSA溶液作用下,羟磷灰石表面的Ca2+、PO43-和OH-离子初始的溶解和再沉淀使得BSA与HA相互作用层层叠加,在HA表面形成从表层到次表层分子都包含有吸附的BSA的覆盖层,从而加深两者之间的相互作用。经红外差谱法处理过的相关ATR数据表明,BSA与HA之间的相互作用是快速的,并随时间变化进一步加强;来自HA上PO4^3-的P=O基团对蛋白质肽键的酰胺Ⅱ带(-CNH)、多肽链的甲基(-CH3)和亚甲基(-CH2)上氢的吸附作用要比P-O快速而且强烈。Ca2+在该吸附过程中起了极其重要的作用,其快速与蛋白质肽键的羰基氧发生作用,并诱导该蛋白质二级结构由β-折叠向α-螺旋和β-转角构象转变;伴随着这一构象变化,蛋白质多肽链上大多数肽键的-C=O和H-N-活性基团从链间氢键交联中释放出来,带动众多的氢分别参与同HA表面的Ca2+、PO43-和OH-离子的相互吸附作用,并牢牢地结合于HA表面;这对硬组织的再生起着重要作用,促进了HA的生物矿化过程。

英文摘要:

The microcosmic process of bovine serum albumin(BSA) adsorbing onto hydroxyapatite(HA) for different time intervals was investigated by Fourier transform infrared attenuated total internal reflectance(FTIRATR) spectrometry.The initial dissolution and re-precipitation of PO43-,Ca2+,and OH- ions from the HA coating led to the occurrence of the coating including adsorbed BSA on the HA from surface-to subsurface-molecular layers and to in-depth interaction between BSA and HA.The subtraction results gained in the adsorption regions of HA and BSA reveal that the binding of P=O,from the phosphate(PO4~(3-)),to the hydrogen of amide Ⅱ,methyl and methene of the BSA appears to be considerably more rapid and stronger than that of the P—O group.In addition,it is very likely that Ca~(2+) plays an important role in the interaction of BSA with HA.It appears that the binding of Ca~(2+) to the carbonyl-oxygen of the peptide bond in BSA caused a significant,molecular,conformational rearrangement of polypeptide backbones from β-pleated sheet to helical circles of α-helix and β-turn.This change appears to have been followed by much hydrogen of polypeptides being driven to bind PO4~(3-) and OH~-effectively and much-C=O and H-N- groups of the peptide bond being freed from inter-chain hydrogenbonding to act on Ca~(2+) and combine strongly with the HA surface.This might reasonably be expected to promote hard tissue regeneration.BSA seems to be activated by the inductive effect of Ca~(2+) via the molecular rearrangement of polypeptide backbones from pleated sheet to helical circles and in turn reacts strongly on the HA,resulting in profound effects on the course of biomineralization.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781