基因载体材料聚乙烯亚胺（polyethyleneimine,PEI）由于其具有较高转染效率的特性受到越来越多的人关注。然而,高电荷密度和细胞毒性限制了其应用。其潜在的安全性问题尚不明确,对功能性蛋白质的影响机理认识尚且缺乏,其在体内代谢的多胺（polyamine,PA）小分子对酶结构和功能的影响尚不明确。论文通过研究兔肌肉乳酸脱氢酶（lactic dehydrogenase,rmLDH）的活性,动力学参数,二级结构改变,三级结构变化以及与多胺类基因载体材料结合后引起的尺寸效应变化来探讨多胺类基因载体材料与蛋白质相互作用机理。为多胺类基因载体材料的体内安全性研究提供理论依据。论文应用吸收光谱、共振瑞利散射、荧光光谱和圆二色谱分析多胺类基因载体材料与rmLDH的相互作用机理及其对酶的构象和催化功能的影响。PEI是一种两亲型高分子,由于大量易于质子化的氨基基团而具有很强的氢键形成能力,而亚甲基基团具有一定的疏水性,PEI分子链上亚甲基和氨基基团相间排列的结构特点使其倾向于通过与氨基酸残基的疏水侧链和酰胺基团的疏水相互作用和氢键作用结合在蛋白质分子表面,使得rmLDH形成更疏松的构象,并增强了rmLDH表面的疏水性。rmLDH可以通过氢键和静电作用与辅酶NADH和底物丙酮酸结合,显著降低了rmLDH对NADH和丙酮酸的结合效率。然而,PEI在rmLDH分子表面的非特异性导致的疏松构象有利于rmLDH表面移动环的运动,从而增强rmLDH催化转换数和催化活性。PEI与rmLDH的相互作用具有明显的分子尺寸效应,减小PEI分子量有利于与rmLDH产生紧密的接触,但是高分子量的PEI对增强rmLDH催化效率更为有效。吸收光谱和共振瑞利散射分析显示,亚精胺（spermidine,Spd）与rmLDH结合形成复合物,尽管Spd对rmLDH芳香族残基的最大吸收波长无明显影响,但是其吸收强度随着Spd浓度的增加而轻微增加,表明与Spd的相互作用对rmLDH的二级结构和三级结构产生一定的影响,造成芳香族残基的暴露程度增加。荧光光谱分析显示Spd较小的分子尺寸和两亲性使其可以进入rmLDH的疏水核心,并通过扩散碰撞和静态结合的机理猝灭色氨酸残基荧光。远紫外圆二色光谱和ANS荧光探针分析表明与Spd的相互作用使得rmLDH形成疏松构象,引起α-螺旋结构减少和无规卷曲结构增加,并导致蛋白质表面疏水性增强。论文利用丙酮酸还原反应研究rmLDH的催化活性,结果显示低浓度Spd增强了rmLDH的催化活性,但是Spd浓度大于25 mmol·L-1时,进一步增加Spd浓度造成酶活性下降。静态动力学试验结果表明,Spd总体上降低了rmLDH催化丙酮酸还原反应的转换数,但是低浓度Spd通过提高酶对底物的亲和力而增强酶的催化效率,而高浓度的Spd由于降低了对烟碱腺嘌呤二核苷酸二钠（辅酶）的亲和力而对其活性产生明显的抑制作用。