论文摘要：辅酶Q10的结构及其与生物膜分子的相互作用

辅酶Q10广泛存在于各种组织细胞尤其是心肌细胞中的线粒体中，是组织细胞内具有重要作用的活性酶，在细胞线粒体呼吸链即电子传递系统中起递氢体作用，是细胞呼吸链的重要组成部分，参与ATP的合成。它也是一种公认的氧自由基清除剂，其异常的代谢与人体的许多疾病相关联，人为的补充辅酶Q10能减缓许多病症。辅酶Q10的结构与其功能有关，但是对辅酶Q10的结构与功能的关系、溶液构像等方面的研究报道尚不多见。因此，在分子水平上探寻辅酶Q10的结构定会对揭示线粒体疾病病理起重要作用。
本论文在前人研究的基础上，利用LB膜技术和原子力显微镜技术，以猪心肌线粒体为材料，运用醇碱皂化法从动物组织中提取辅酶Q10，运用多种物理手段进行鉴定，然后将其装配到模拟生物膜中，用LB膜技术研究其与生物膜的相互作用，同时用原子力显微镜技术（AFM）探测其在溶液中的构象、模拟生物膜的结构进而确定其在生物膜中的位置。从辅酶Q10与模拟生物膜的相互作用以及在溶液中构象入手，有可能为辅酶Q10在生物膜中的位置、生物利用度等热点问题提供线索。
目前通过实验研究，取得如下研究结果：
1．本研究发现皂化时间在30min，皂化温度在90oC时辅酶Q10产量最高。在纸层析提纯实验中，以苯：乙醇（1：2）作展开剂时，Rf值和斑点直径均适宜，可以得到很好的分离效果。
2．PC（PE）分子膜中加入辅酶Q10后，相变均出现了延缓。这就为Thomas HauB等的结论提供了证据。即辅酶Q10并没有位于分子膜内，而是位于疏水区，同时碳氢链伸入膜层当中，有可能起到抑制质子漏的作用，维持一定的梯度。PC(PE)分子膜中先加入胆固醇，可以很明显的看到第二次相变较原来更加明显。接着加入辅酶Q10，我们看到膜压迅速增大，相变趋于平缓。同时我们可看到辅酶Q10对PC的影响比对PE的影响更具有规律性。而先加入辅酶Q10，再加入胆固醇，同样我们可以看到膜压迅速增大，并且PC分子膜膜质较PE分子膜膜质更为稳定，这可能与分子的形状有一定的关系。
3. 制得的辅酶Q10精品通过原子力显微技术在分子水平上观测其结构。我们可推测辅酶Q10分子呈链状。随着辅酶Q10－乙醚溶液的稀释，辅酶Q10在云母表面呈现6类拓扑结构。其在云母表面较容易形成片状多孔区域。
4. 辅酶Q10与其它生物分子的相互作用较为明显：(1) GM与辅酶Q10作用后均呈岛屿状。GM1与辅酶Q10作用后平整度较低， GM2、GM3与辅酶Q10作用后较为平整，但其中有数个孔状。(2) 一般情况下胆固醇对细胞膜起稳定作用，可是加入辅酶Q10后明显的增强了膜的通透性。(3) PE(100uL)+CoQ10(100uL)组合膜较为平整，而纯PE的AFM图像膜质比较粗糙。PE(100uL)+CoQ10(100uL)+Chol(100uL)三相组合膜质较为复杂，聚集体形状较为各异。(4) 当比例为PE:CoQ10:PBS (20M:10M:5ml)时，PE-CoQ10脂质体的形状和大小较为均匀，平均直径约140nm。
以上研究成果为辅酶Q10在生物膜中的方位、作用，溶液构象及在体内的生物利用度等问题的研究提供了重要的资料，对丰富和进一步发展辅酶Q10结构与功能等有重要意义，同时也为辅酶Q10的应用积累了资料。