蛋白质的正确折叠构型是行使其生物功能的基础,也是生命正常运转的重要因素。我们利用脉冲升温技术快速引发蛋白质开折叠,使用时间红外光谱技术跟踪其动力学过程,成功的揭示了在重水环境下DsbC和DegP蛋白热诱导的开折叠过程。此外,在生理条件下,盐离子会使蛋白质红外光谱复杂化,所以给研究其折叠过程带来了巨大的困难。我们使用自创的二级结构组份分析方法避免了蛋白质盐效应对红外光谱的影响,并成功的研究了缓冲体系中蛋白质的开折叠过程。为蛋白质折叠红外光谱研究提供了另一种高效、可靠的方法。　　 该论文主要包括以下三方面的工作以及成果:　　 (1)利用变温稳态傅立叶红外(FTIR)光谱研究二硫键异构酶DsbC分别在重水及缓冲溶液中的热稳定性,观测到DsbC在热诱导的条件下为三态过程,并尝试性提出在重水中DsbC的两热力学平衡过程为:二体解聚成单体过程(Tm1=37.1±1.1℃)和热聚集两过程(Tm2>74.5℃)。之后利用脉冲升温(T-jump)时间分辨红外光谱证实了DsbC二体解聚过程,并实验观测到该解聚过程的二级结构动力学过程及其所对应的时间常数:部分β-折叠结构变成无规卷曲结构(40±10ns),而后77％的无规卷曲结构再进一步的变成螺旋/回折结构(150±10ns)。进一步利用生化实验,尺寸排阻色谱法(size-exclusion chromatography)和亚基杂交(hybrid mixture exchange)实验,证实了DsbC二体解聚过程,并揭示了脉冲升温时间分辨红外光谱研究蛋白质折叠过程的一种可靠手段。该结果对于进一步研究DsbC的生物学功能将有积极意义。　　 (2)利用变温FTIR光谱研究发现热休克蛋白DegP升温过程中存在解聚的现象。综合早期实验研究表明DegP存在六聚体解聚成三聚体过程。T-jump时间分辨红外光谱发现此六聚体解聚是由DegP中分子间的反平行β折叠结构瓦解(40±10ns)所引起,此解聚过程同时伴随着二级结构β折叠结构变成β转角结构(75±10ns)。早期研究表明DegP生物功能转变是温度依赖的,因此该研究为进一步澄清蛋白质功能与构象之间的关系提供了实验基础。　　 (3)研究了盐效应对蛋白质红外光谱的影响。以谷氨酸为参照,研究了水溶性蛋白细胞色素C、同源二聚体DsbC和与之对应的单体G49R分别在重水和缓冲溶液中的变温FTIR光谱。区分了盐离子对蛋白质红外光谱的影响,并且利用红外光谱偶极子跃迁理论解释了红外光谱的变化因为。首次测定出各蛋白质及其二级结构盐效应的热力学数据,同时创立了避免蛋白质盐效应对红外光谱影响的二级结构组份分析方法,利用该方法成功的研究了缓冲体系中DsbC的开折叠过程。该工作为生理条件下的蛋白质折叠过程的红外光谱研究提供了理论基础和实验方法。