蛋白质在SBA-15颗粒中的掺入及其结构变化的评估

《European Biophysics Journal》：Assessment of protein incorporation into SBA-15 particles and their structural changes

采用SBA-15孔道材料负载肌红蛋白（Mb）、刀豆蛋白A（ConA）和 soybean trypsin inhibitor（STI），通过同步辐射圆二色性和荧光光谱分析，比较不同硅蛋白质量比（10:1和5:1）及缓冲液pH（7.0和2.2）对蛋白质二级结构的影响。研究表明，硅蛋白质量比对Mb和ConA的构象保留起主要作用，而pH影响较小。10:1比有利于Mb的α螺旋保留，5:1比利于ConA的β折叠保留，STI结构变化最小，但芳香残基溶剂暴露减少。结果证实SBA-15作为蛋白质载体的可行性，并强调优化硅蛋白质量比的重要性。

　　

摘要

有序介孔二氧化硅SBA-15是一种有前景的蛋白质固定和递送平台，因为蛋白质吸附在其多孔基质中可以改善其结构稳定性。本研究将三种蛋白质——肌红蛋白（Mb）、卵清蛋白A（ConA）和大豆胰蛋白酶抑制剂（STI）装载到平均孔径为9.3纳米的传统SBA-15颗粒中，以探讨吸附后这些蛋白质的主要结构变化。通过两种二氧化硅与蛋白质的质量比（10:1和5:1）制备了粉末状生物复合材料。在缓冲溶液（pH 7.0和2.2）中重新悬浮后，利用同步辐射圆二色性和荧光光谱技术评估了蛋白质的结构。定性分析表明，对于肌红蛋白和卵清蛋白A而言，二氧化硅与蛋白质的比例对其结构变化影响更大，而缓冲液的pH值对蛋白质的影响较小。10:1的比例更好地保留了肌红蛋白的α-螺旋光谱特征，而5:1的比例则有利于保留卵清蛋白A的β-折叠结构特征；在这两种情况下，芳香残基的微环境基本保持不变。相比之下，富含不规则结构的STI在两种比例下相对于其天然结构表现出较小的光谱变化，且其芳香残基较少暴露于溶剂中。总体而言，这些结果强调了SBA-15作为蛋白质载体的潜力，因为它能够在特定条件下保留蛋白质二级结构的主要特征。对三种结构不同的蛋白质进行同步比较揭示了它们不同的吸附行为，并突显了二氧化硅与蛋白质比例这一依赖于蛋白质本身的参数的重要性，进一步强调了优化吸附条件以开发更稳定的二氧化硅-蛋白质系统的重要性。