一种用于研究肽自组装的傅里叶变换红外光谱技术

摘要

来源：Neves, R.，等。1,2-二硫杂环戊烷修饰的自组装肽的合成与表征。J. Vis. Exp. (2018)

本视频演示了使用傅里叶变换红外光谱法研究淀粉样肽自组装形成富含β片层的超分子结构的过程。将一束红外光穿过具有高折射率的晶体，记录晶体与样品界面处的能量吸收情况。通过分析样品蛋白质在红外光谱特定区域的特征吸收峰，可鉴定其二级结构，从而有助于确认超分子组装体的形成。

方案

1. 超分子自组装结构的表征

1. 淀粉样纤维的形成
   1. 为制备自组装溶液，使用分析天平称取1 mg肽粉。将其溶解于1.5 mL离心管中的混合溶液（pH 7.5）中，该混合溶液由20%乙腈和10 mM (4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸（HEPES）组成，最终肽浓度为1 mg/mL。涡旋振荡使溶液充分混合，随后在室温下静置以完成自组装。
2. 淀粉样纤维的光谱表征
   1. 遵循肽组装过程 通过 每隔几天进行一次傅里叶变换红外（FTIR）光谱分析。在约1670 cm⁻¹处出现一个宽峰。^-1 是样品中未组装肽段产生的红外特征峰。肽段组装样品通常需要一到两周时间，未组装的宽峰才会消失并达到成熟状态。
      1. 将8-10 μL的组装溶液取样，在ATR钻石晶体上干燥成薄层。监测1640至1630 cm⁻¹范围内宽大的水峰逐渐消失的过程。^-1 随着干膜的形成。
      2. 从1500-1800 cm⁻¹范围内采集红外光谱^-1 平均扫描50次，光程为2 cm^-1 分辨率。每次样品扫描前，需先采集并扣除背景扫描。β-折叠组装的红外特征是在1625至1635 cm⁻¹之间出现一个尖锐的峰。^-1 (图1A).

结果

图 1. 1,2-二硫戊环修饰肽的超分子表征。(A) 在含 20% CH₃CN 的 10 mM HEPES 缓冲液（pH 7.5）中组装的 1 mg/mL 1,2-二硫戊环-KLVFFAQ-NH₂ 纤维的 FT-IR 图谱。1627 cm^-1 处的吸收峰与肽段以 β-折叠构象组装一致。(B) 在含 20% CH₃CN 的 10 mM HEPES 缓冲液（pH 7.5）中组装的 1 mg/mL 1,2-二硫戊环-KLVFFAQ-NH₂ ...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
乙腈	Fisher Scientific	A998-4	易燃；对眼睛有刺激性；使用个人防护装备；仅可在通风橱内使用；远离明火或高温表面；如接触，立即用清水冲洗至少15分钟，并寻求医疗帮助
4-(2-羟乙基)哌嗪-1-乙磺酸	Acros Organics	AC172571000	切勿吸入；在室外或通风良好的区域使用
傅里叶变换红外光谱仪	Alpha Tensor, Bruker