阿尔茨海默病(AD)，是最常见的神经性功能障碍疾病，许多研究表明AD的发病机理主要是淀粉样蛋白质 (Aβ)聚集纤维化后沉积在大脑边缘和大脑皮层形成的神经炎性斑块所引起的，含神经节苷脂的细胞膜在Aβ蛋白的聚集和纤维化过程中起到至关重要的作用，但是其作用机理还不是很清楚。本项目采用拉曼光谱、荧光成像、原子力、电化学和电镜以及分子动力学模拟等手段研究了Aβ40与模拟细胞膜的相互作用机理和分子构象变化。主要包括构建合适手段探测脂质双层膜的拉曼信号，在不同衬底上观测到了水下各种组分的5-6nm固体支撑脂质双层膜的特征振动。以神经节苷脂(GM1)、鞘磷脂(SM)和胆固醇(Chol)作为模拟细胞膜，研究Aβ40与其作用，结果发现Aβ蛋白通过CH-π作用被GM1分子头部的Neu5Ac绑定在膜表面，然后Aβ(1−40)的疏水性C终端插入双层膜中与膜的疏水端开始相互作用，随着时间的增加，相互作用逐渐增强，导致Aβ(1−40)从单体转变为α螺旋结构进而转变成β折叠结构，时间越长，出现的α、β特征结构越多，同时膜受到一定程度破坏，流动性降低，酰基链的亚甲基终端被暴露出来，膜被穿透。对比云母衬底，SiO2表面上形成的脂质双层膜的流动性较小，横向链间相互作用较大，特别是GM1的Neu5Ac没有暴露在表面，不利于Aβ的绑定和插膜以及GM1团簇的形成，使得Aβ在其膜表面的聚集和纤维化都相对较慢，结果证明不同衬底影响GM1的分子构象以及双层膜的性能，GM1头端的Neu5Ac在Aβ的绑定中起关键性作用。GM1/SM/Chol固体支撑双层膜与Aβ蛋白相互作用的电化学行为研究也表明蛋白会插入膜内部，进而会破坏膜的完整性。分子动力学模拟证明了疏水性相互作用对Aβ蛋白折叠结构的稳定性至关重要。