转铁蛋白(Tf)是参与铁代谢循环系统的重要转运蛋白,其吸收和释放铁离子的过程就是Tf构象从闭合到开放转变的过程。Tf的构象是其发挥生理功能的结构基础,其构象的特异性识别成为在靶向运输研究方向的一个制约因素。基于菁染料MTC聚集体特异性识别Tf构象的方法,表现出该方法的高灵敏度和特异性,有望在实际血清检测和细胞层面实现对Tf构象变化的实时监控和定量检测,为生物大分子的检测提供了广阔的应用前景。通过系统研究溶液性质,pH,温度和Fe3+浓度等条件,利用菁染料超分子聚集体的特殊性质,成功在类生理条件下构建了一款新型菁染料聚集体作为Tf的构象探针,仅用吸收光谱就可实现对Tf不同构象的可视化及特异性识别,定量检测和监控构象变化,并且检测灵敏度达到纳摩级别。菁染料MTC的J-聚集体可对脱铁转铁蛋白(apo-hTf)产生特异性响应信号,该信号可同步监测Fe3+诱导Tf构象变化过程。通过J-聚集体信号变化测出Tf构象混合物检测的标准曲线来反映溶液构象比例,其最低检测限将近2%。利用吸收光谱和圆二色谱综合检测发现J-聚集体主要由Tf的β-折叠结构诱导形成,并且蛋白的浓度是影响MTC聚集体转变的客观因素。具有开放构象的apohTf主要诱导MTC响应形成左手手性的J-聚集体,具有闭合构象的双铁转铁蛋白(holo-hTf)可通过浓度增加控制溶液极性诱导H1-聚集体直接转变成无电子错位的J-二聚体。利用荧光光谱和docking分子模拟探究MTC与转铁蛋白之间的相互作用机制。MTC在被诱导聚集的过程中与Tf作用形成了可发荧光的复合物,并且MTC与apo-hTf结合能力高于holo-hTf。同时MTC与Tf之间通过FRET能量共振转移或聚集体碰撞引起Tf的Trp残基荧光猝灭和红移现象,导致蛋白的二级结构及构象发生变化。由Docking结果得知MTC主要结合在Tf的N1和C1-亚结构域之间。分子间氢键和范德华作用力是两者之间发生相互作用的驱动力。apo-hTf的开放构象和更加暴露的结合位点是引起结合常数高,诱导的J-聚集体不易转化,荧光猝灭和红移程度高的根本原因。