蒜头果蛋白的红外光谱及圆二色谱分析

袁 燕，梅双喜

(1.云南民族大学民族医药学院，民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室，云南昆明 650500;2.云南白药集团创新研发中心，云南昆明 650500)



蒜头果蛋白的红外光谱及圆二色谱分析

袁 燕1，梅双喜2

(1.云南民族大学民族医药学院，民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室，云南昆明 650500;2.云南白药集团创新研发中心，云南昆明 650500)

[目的]研究蒜头果蛋白微观结构与其抗肿瘤活性的关系。[方法]采用红外光谱及圆二色谱等方法研究蒜头果蛋白微观结构的变化。 [结果]蒜头果蛋白在顺式构型状态下较稳定，是一种α+β型蛋白质。[结论]试验结果为进一步研究蒜头果蛋白的结构与功能奠定了基础。

蒜头果蛋白；红外光谱；圆二色谱

蒜头果(MalaniaoleiferaChun et S.Lee)属于铁青树科蒜头果属[1]。蒜头果蛋白是从蒜头果中分离出来的具有抗肿瘤活性的糖蛋白。蒜头果蛋白具有明显抑制人宫颈癌HeLa、神经瘤PC-12、人乳腺癌MCF-7、人白血病K562等肿瘤细胞体外增殖的能力[2]。由于其结构尚未知，笔者采用红外光谱、圆二色谱等方法分析蒜头果蛋白微观结构的变化，旨在为进一步研究其结构与抗肿瘤活性功能奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料1.1.1 材料与试剂。蒜头果蛋白样品由云南大学教育部自然资源药物化学重点实验室制备；化学试剂均为国产分析纯。1.1.2 主要仪器。Avatar-360型傅立叶变换红外光谱仪(Nicolet公司)； JASCO-815型圆二色谱仪(日本分光JASCO公司)。

1.2 方法

1.2.1 红外光谱测定。将蒜头果蛋白干粉和溴化钾混合研磨后压片，于Avatar-360型傅立叶变换红外光谱仪测定红外光谱[3-4]。

1.2.2 圆二色谱测定。将0.15 mg/mL蒜头果蛋白溶液在JASCO-815型圆二色谱仪上测定圆二色谱。测试条件：样品池厚0.1 cm，扫描范围190～350 nm，扫描速度200 nm/min，光程分别为0.50、0.02 cm，灵敏度为2毫度/cm[5-6]。圆二色谱用平均椭圆度[θ]表示，单位为deg·cm2/dmol，并按Chen等[7]的方法计算各构象单元含量。

2 结果与分析

2.1 红外光谱分析 肽键是一种酰胺键，它在红外光区有特征的吸收峰。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。蛋白质主链的构象主要由酰胺I和酰胺Ⅲ的特征峰确定，酰胺I的特征峰是碳基在平面内的伸缩振动加上少量的N-H平面内的弯曲振动的结果[8]，肽链官能团-H-N-C=O的特征吸收谱带1 538.83 cm-1和1 400.35 cm-1，分别是-HN-C=O的反式构型和顺式构型的吸收峰[9]。

图1为蒜头果蛋白在干粉状态下的红外光谱，其吸收峰的归属见表1。由图1可知，反式吸收(1 400.35 cm-1)强于顺式吸收(1 538.83 cm-1)，说明蒜头果蛋白在顺式构型状态下较稳定。

图1 蒜头果蛋白的红外光谱Fig.1 The infrared spectroscopy of malanin

由于酰胺Ⅲ区可以反映蛋白质的二级结构信息，且不受水分子的干扰[10]，各种二级结构的酰胺Ⅲ带振动区域如下：1 340～1 290 cm-1为α-螺旋结构；1 288～1 255 cm-1为无规则卷曲结构；1 248～1 220 cm-1为β-折叠结构[11]。从蒜头果蛋白的红外光谱图中可以看出，在1 240.63 cm-1处有红外吸收峰属于β-折叠结构；在1 310.23 cm-1处有红外吸收峰属于α-螺旋结构，根据二者吸收峰的相对强度，表明在蒜头果蛋白中β-折叠结构所占的比例大于α-螺旋结构。

表1 蒜头果蛋白酰胺基团的特征振动

图2 蒜头果蛋白在不同pH下的CD图谱Fig.2 The CD map of malanin under different pH

2.2 圆二色谱分析 图2为在pH5.0、6.0、7.0和8.0溶液状态下，蒜头果蛋白的圆二色谱(CD谱)。图2结果表明，在上述4种不同pH条件下，pH 6.0、pH 7.0和pH 8.0的CD谱相差不大，摩尔椭圆度[θ]分别为-9.481×10+3、-10.044×10+3、-10.378 3×10+3deg·cm2/dmol，pH 5.0的CD谱的摩尔椭圆度[θ]为-7.534×10+3deg·cm2/dmol，均在192 nm处有1个正峰，在208和222 nm处有2个负槽，208 nm比222 nm的CD值数据要大，但峰的负值不大，说明蒜头果胶白中α-螺旋和β-折叠都含有，是一种α+β型蛋白。 由表2可知，蒜头果蛋白中β-折叠的含量大于α-螺旋，但这2种结构都大于15.0%，说明蒜头果蛋白应该是一种α+β型蛋白质。

表2 蒜头果蛋白的二级结构

3 结论

由于蒜头果蛋白的结构还未知，该研究采用红外光谱、圆二色谱的方法分析蒜头果蛋白微观结构的变化。蒜头果蛋白的红外光谱图显示其反式吸收(1 400.35 cm-1)强于顺式吸收(1 538.83 cm-1)，说明蒜头果蛋白在顺式构型状态下较稳定；在不同pH条件下测得的圆二色谱图并按Chen等[7]的方法进行计算，结果发现蒜头果蛋白中β-折叠的含量均大于α-螺旋，但这2种结构都大于15%，说明蒜头果蛋白应该是一种α+β型蛋白质。试验结果为进一步研究蒜头果蛋白的结构与抗肿瘤活性功能奠定了基础。参考文献

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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

国家自然科学基金项目(81260500)。

袁燕( 1975- )，女，江西分宜人，副教授，博士，硕士生导师，从事生物有机化学研究。

2016-09-09

S 727.34;O 433.4

A

0517-6611(2016)33-0116-02