蛋白质高度有序的聚集和在体内的沉积会产生一系列的淀粉样变性疾病,包括阿尔茨海默氏病(AD)、帕金森氏病(PD)、II型糖尿病(T2DM)和其他老年神经退行性疾病。人胰岛淀粉样多肽(h IAPP)的错误折叠导致的聚集以及在胰岛?细胞上形成纤维化的沉积可能是II型糖尿病的重要致病因素。因此,抑制h IAPP的纤维化是目前发展II型糖尿病治疗药物的方法之一。本论文中,我们主要研究了人胰岛淀粉样多肽的聚集机理、全D型氨基酸短肽抑制剂的抑制功效、微量有机溶剂对人胰岛淀粉样多肽聚集和抑制剂抑制效果的影响、各种新型碳纳米点和聚合物点对人胰岛淀粉样多肽聚集及细胞毒性的作用以及人胰岛淀粉样多肽8-20片段及其突变体聚集机理的离子迁移质谱研究。总体来讲,本论文的工作可以归纳为以下几点:1)我们基于h IAPP的β-折叠核心区(h IAPP22-27,氨基酸序列为NFGAIL)设计合成了一个由全右旋氨基酸(D型氨基酸)组成的六肽D-NFGAIL。通过Th T荧光实验、圆二色谱、动态光散射以及原子力显微镜等技术分别考察了它对h IAPP在水相和在磷脂膜表面形成纤维的抑制作用。结果发现,尽管该全右型氨基酸六肽对h IAPP在水溶液中和在磷脂膜表面纤维的形成都有很好的抑制作用,但抑制机理不同。在磷脂膜表面,该抑制剂使h IAPP的纤维化聚集终止在?-螺旋寡聚中间体阶段,而在水溶液中则使纤维化聚集终止在?-折叠寡聚中间体的形成阶段。我们的结果表明,在设计淀粉样蛋白抑制剂时应考虑到抑制剂在膜表面和在水溶液中可能存在不同的抑制机理。与水溶液相比,磷脂膜更加接近细胞膜的真实环境,所以在检测抑制剂的机制效果时,除了考虑抑制剂在水相中的抑制效果外,也要考虑在膜表面的抑制效果。2)在实验过程中我们发现引入有机溶剂,即微量的DMSO或者HFIP(含量≤1%),会改变h IAPP的纤维化过程。在水溶液中,有机溶剂加速了h IAPP纤维化的形成;而在膜中,有机溶剂降低了h IAPP原纤维的形成速度。当加入全右型氨基酸六肽抑制剂时,有机溶剂的存在使抑制剂更深地插入到膜中,或使得更多的抑制剂与膜相互作用,因而阻碍了抑制剂与h IAPP的结合,从而降低了抑制效果。这项研究表明,体系中即使存在微量的有机溶剂也可能影响淀粉样多肽的聚集动力学行为。更加重要是有机溶剂的存在可能影响我们对淀粉样多肽抑制剂抑制效率的估计,甚至可能导致相反的结论。3)我们首次尝试使用了一类新颖的碳材料--碳点和聚合物点(统称为碳点)作为淀粉样多肽的抑制剂。由于碳点具有高药物载量、荧光特性和良好的生物相容性的特点,已经被广泛地作为药物载体和生物成像探针。本部分工作中,我们首次探讨了碳点对h IAPP聚集的影响。结果表明,碳点对h IAPP抑制效果和抑制机制与碳点自身的结构和表面特性有关,不同种类的碳点与h IAPP的相互作用不同。其中,两种碳纳米点(CNDs和CQDs)可以有效地抑制h IAPP的纤维增长;无细胞毒性的两种聚合物点(PDs-1和PDs-2)和一种石墨烯量子点GQDs高度有效地抑制了h IAPP对INS-1细胞产生的细胞毒性。我们的研究结果表明这类新型碳纳米材料具有治疗淀粉样疾病的潜在的应用前景。4)我们选择了h IAPP(8-20)这个区域,利用离子迁移质谱-质谱法(IMS-MS)研究18位组氨酸突变成脯氨酸前后肽片段的聚集行为,由此分析组氨酸在h IAPP聚集中所起的作用。IM-MS具有的重要优点在于,它能够分离不同的构象中的异质混合物。因此我们利用离子迁移光谱(IMS)和耦合质谱(MS)方法来研究多肽聚集体的结构转变,以及从单体到寡聚体到纤维过程的分布状态以及其碰撞截面,这可以使我们能够详细地观察聚集的过程。并且利用AFM研究了各阶段肽的聚集形貌,为了解h IAPP的聚集机理提供了重要的信息。