海藻糖是一種天然的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，被認(rèn)為是一種出色的蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑，它能幫助酶在溶液中甚至是凍干狀態(tài)下保持活性。
為詳細(xì)了解海藻糖的保護(hù)機(jī)制，我們研究了海藻糖在五種特征鮮明、物化性質(zhì)不一的蛋白質(zhì)溶液中的熱穩(wěn)定性。其中，RNaseA用作模型酶來(lái)分析在高溫孵育時(shí)海藻糖在保存酶活性上的作用。
溶液pH2.5時(shí)，2M海藻糖能使相變溫度上升，RNase的Tm增加多達(dá)18℃，吉布斯自由能增加4.8kcal/mol。所有五種蛋白質(zhì)海藻糖溶液的蛋白質(zhì)變性熱容（ΔCp）降低了。
ΔG的增加和ΔCp的降低共同使穩(wěn)定曲線（ΔGvs.T）上升并拓寬，指向了海藻糖穩(wěn)定蛋白質(zhì)的機(jī)制。我們還觀察到了這幾種蛋白質(zhì)溶液熱穩(wěn)定性與表面張力直接的關(guān)聯(lián)，Wyman連鎖分析指出在1.5M濃度，4-7個(gè)海藻糖分子會(huì)在蛋白質(zhì)變性時(shí)從蛋白質(zhì)分子周?chē)懦?/div>
我們還發(fā)現(xiàn)肽鏈長(zhǎng)度決定了蛋白質(zhì)在藻糖存在時(shí)的穩(wěn)定性增加。pH依賴性數(shù)據(jù)顯示，雖然蛋白質(zhì)帶點(diǎn)性質(zhì)影響很大，海藻糖因其相比其他糖類(lèi)在改善溶劑水的結(jié)構(gòu)和特性更出色的表現(xiàn)，海藻糖仍能作為一種泛用的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑。
根據(jù)平衡常數(shù)K評(píng)估蛋白質(zhì)熱變性曲線的熱動(dòng)力參數(shù)，用于N⇔D兩態(tài)可逆轉(zhuǎn)換，其中N代表蛋白質(zhì)天然狀態(tài)，D代表變性后狀態(tài)。
