多方法组合分析脲诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶去折叠和重折叠过程的构象转化

以变性和非变性电泳、体积排阻色谱、内源荧光发射光谱、荧光相图、荧光猝灭以及活性测定等组合分析方法,研究了脲诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程。结果表明,在脲诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程中,芽孢杆菌α-淀粉酶分子始终以单分子形式存在,不会形成分子间的聚集体或聚集体沉淀。当变性液或复性液中脲浓度约为4.0mol/L时,芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程中均出现一个部分折叠中间体,两个过程均符合"三态模型"。脲诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子重折叠过程的复性曲线几乎与芽孢杆菌α-淀粉酶分子去折叠过程的残余活性率曲线重合。通过这些结果,并结合盐酸胍诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程,推断脲和盐酸胍诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程分别是相互可逆的。     

盐酸胍诱导的变性卵清溶菌酶分子重折叠过程及其各稳定构象态的分布和过渡

采用变性和非变性电泳、 高效凝胶排阻色谱、 内源荧光发射光谱和荧光相图以及生物活性测定等方法, 研究了盐酸胍诱导的变性卵清溶菌酶分子的重折叠过程及此过程中卵清溶菌酶分子各稳定构象态的分布和过渡. 结果表明, 当复性液中盐酸胍浓度分别约为5.0和2.4 mol/L时, 变性卵清溶菌酶分子的重折叠过程各存在1个稳定折叠中间态, 重折叠过程符合"四态模型". 在卵清溶菌酶分子四态重折叠过程基础上, 结合盐酸胍与卵清溶菌酶分子之间的缔合-解离平衡, 给出了一个定量描述变性剂诱导的蛋白质分子复性过程中蛋白质分子复性率随溶液中变性剂浓度变化的方程. 该方程包含2个特征折叠参数, 一个是蛋白质分子从一个稳定构象态过渡到另一个稳定构象态的热力学过渡平衡常数k; 另一个是在此过程中平均每个蛋白质分子所结合的变性剂分子数目m. 通过这2个特征折叠参数能够定量描述盐酸胍诱导的变性卵清溶菌酶完全去折叠态、 折叠中间态和天然态分子随复性液中盐酸胍浓度变化的分布和过渡情况.     

脲和盐酸胍诱导的卵清溶菌酶分子去折叠过程中各稳定构象态的分布和过渡

以内源荧光光谱和荧光相图法研究了脲和盐酸胍诱导的卵清溶菌酶分子的去折叠过程,结果表明,当变性液中脲和盐酸胍的浓度分别约为4.0和3.0 mol/L时,卵清溶菌酶分子的去折叠过程均存在一个折叠中间态,这两个去折叠过程均符合"三态模型".在卵清溶菌酶分子"三态"去折叠过程的基础上,通过变性剂分子和卵清溶菌酶分子之间的缔合一...     

脲和盐酸胍诱导的牛碳酸酐酶B的去折叠

采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳、高效凝胶排阻色谱和激光光散射光谱研究了脲和盐酸胍诱导的牛碳酸酐酶B的去折叠.实验结果表明,在脲和盐酸胍诱导的牛碳酸酐酶B的去折叠过程中,溶液中只含有单分子牛碳酸酐酶B和二分子牛碳酸酐酶B集聚体;二分子牛碳酸酐酶B集聚体是通过单分子牛碳酸酐酶B之间的疏水和...     

荧光相图法研究猪胰腺α-淀粉酶在脲和盐酸胍溶液中的去折叠过程

用荧光相图法分别研究了脲和盐酸胍诱导的猪胰腺α-淀粉酶的去折叠过程。实验结果表明,当脲作为变性剂时,无论变性体系中有无还原剂2-巯基乙醇存在,猪胰腺α-淀粉酶的去折叠过程均只出现一个部分折叠中间体,符合“三态模型”;当盐酸胍作为变性剂时,若变性体系中存在还原剂2-巯基乙醇,猪胰腺α-淀粉酶的去折叠过程符合“三态模型”,而若变性体系中不存在还原剂2-巯基乙醇,猪胰腺α-淀粉酶的去折叠过程会出现两个部分折叠中间态,此过程符合“四态模型”。     

脲和盐酸胍诱导过氧化氢酶去折叠的研究

用荧光相图法分别研究了脲和盐酸胍诱导牛肝过氧化氢酶去折叠的过程。当脲 浓度从0依次增大至0.50,4.5和8.0 mol/L时,过氧化氢酶从天然四聚体依次转变 为蓬松的四聚体、部分折叠的无活性二聚体和去折叠态,而当盐酸胍浓度从0依次 变化至0.65,2.5和6.0 mol/L时,过氧化氢酶则从天然四聚体集资转变为部分折叠 的激活二聚体、部分折叠的单体和去折叠态,这表明无论是用脲还是用盐酸胍作为 变性剂,该蛋白的变性过程都符合“四态模型”,但这两种变性剂诱导该蛋白去折 叠的途径和机制有较大差异。实验结果表明荧光相图法可以检测蛋白质去折叠的中 间态。用等温滴定量去热法研究了盐酸胍诱导过氧化氢酶去折叠过程的热力学, 25.0 ℃时低浓度盐酸胍诱导该蛋白从天然四聚体转变为部分折叠的激活二聚体的 本征摩尔构象变化焓、Gibbs自由能和熵分别为-69.2 kJ·mol~(-1),6.43 kJ· mol~(-1)和-254 J·K~(-1)·mol~(-1),据此推断盐酸胍通过熵效应和静电效应来 稳定和激活该二聚体。     

盐酸胍诱导的猪血红蛋白分子解离过程中各亚基的分布

以内源荧光光谱、荧光相图、高效凝胶排阻色谱和相对释氧曲线等方法,研究了盐酸胍诱导的猪血红蛋白分子解离过程中各亚基的分布状况.实验发现,当溶液中盐酸胍浓度小于3.5 mol/L时,猪血红蛋白分子仅仅以四聚体形式存在;而当溶液中盐酸胍浓度达到和超过3.5 mol/L时,部分猪血红蛋白分子开始从四聚体解离成二聚体和单体,并且...     

体积排阻色谱法研究变性溶菌酶分子复性过程中集聚体的形成

在体积排阻色谱柱上研究了还原剂存在时脲和盐酸胍变性的3种溶菌酶溶液的复性和分离过程。当变性液中原始溶菌酶浓度大于10 g/L时,变性溶菌酶在体积排阻色谱柱上除了复性为与未变性溶菌酶出峰时间相同的复性态溶菌酶分子外,还形成了溶菌酶折叠中间体的二分子集聚体。这个结果得到了用稀释法复性时溶菌酶的蛋白电泳检测结果的支持。与稀释法复性相比较,用体积排阻色谱法复性时所形成的折叠中间体二分子集聚体的量要远远低于用稀释法所形成的集聚体的量。     

脲和盐酸胍诱导溶菌酶去折叠的荧光相图法研究

用荧光相图法分别研究了脲和盐酸胍诱导卵清溶菌酶去抓叠的过程。当变性体 系中无还原剂2－巯基乙醇存在、脲浓度从0变化至4.0 mol/L（或盐酸胍浓度从0变 化至3.0 mol/L）时,溶菌酶从天然态转变为部分折叠中间态,当脲浓度从4.0 mol/L变化至8.0 mol/L（或盐酸胍浓度从3.0 mol/L变化至6.0 mol/L）时,溶菌 酶从中间态转变为去折叠态,此时该蛋白的变性过程符合“三态模型”。而当变性 体系中有该还原剂存在时,溶菌酶则由天然态直接转变为去折叠态,此时脲诱导该 蛋白去折叠的过程符合曲型的“二态模型”。实难结果表明荧光相图法可以检测蛋 白南去抓叠的中间态。     

用高效疏水色谱法对多种脲变α—淀粉酶折叠中间体的研究

用高效疏水色谱法对用脲变性的α－淀粉酶的体外折叠中间体进行了分离，发现脲变α－淀粉酶折叠至少有１９个中间体，而且，这些中间体在色谱流出液中可稳定一周。这一结论已由电泳、离子交换色谱和体积排阻色谱法证实。此外，还用紫外吸收光谱和荧光发射光谱研究了这些折叠中间体与天然α－淀粉酶构象之间的差异。     

盐酸苯肼与牛血清白蛋白相互作用的研究

用荧光光谱及紫外光谱研究了盐酸苯肼与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果表明,盐酸苯肼能导致BSA的内源荧光猝灭,猝灭机制为静态猝灭;根据热力学参数△H<0、△S<0,得出盐酸苯肼与BSA之间的主要作用力为氢键和范德华力。同步荧光的结果表明盐酸苯肼使BSA分子构象发生了改变,色氨酸和酪氨酸残基所处环境的疏水性降低。紫外光谱法进一步证明了其猝灭机制为静态猝灭。     

用高效疏水色谱法对多种脲变α-淀粉酶折叠中间体的研究

用高效疏水色谱法对用脲变性的α-淀粉酶的体外折叠中间体进行了分离，发现脲变α-淀粉酶折叠至少有19个中间体，而且，这些中间体在色谱流出液中可稳定一周．这一结论已由电泳、离子交换色谱和体积排阻色谱法证实．此外，还用紫外吸收光谱和荧光发射光谱研究了这些折叠中间体与天然α-淀粉酶构象之间的差异．     

Ca2+诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶分子的生物活性和结构变化

在研究Ca²⁺对淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶分子生物活性影响的基础上, 采用荧光光谱法和傅里叶变换红外光谱法研究了Ca²⁺诱导的酶分子结构变化. 结果表明, 当溶液中Ca²⁺浓度低于25.0 mmol/L时, Ca²⁺对酶分子具有激活作用; 而当Ca²⁺浓度高于25.0 mmol/L时, Ca²⁺对酶分子的生物活性具有抑制作用. 在Ca²⁺诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶分子结构变化过程中, 酶分子仅发生二级结构的变化, 并不涉及其三级结构. 当Ca²⁺对酶分子具有激活作用时, 酶分子中的无规卷曲结构及β-折叠结构的含量下降, 而α-螺旋结构及β-转角结构的含量上升; 而当Ca²⁺对酶分子生物活性具有抑制作用时, 酶分子中的α-螺旋结构及β-转角结构的含量下降, 而无规卷曲结构及β-折叠结构的含量上升.     

磺化竹红菌素对蛋白质荧光猝灭机理的研究

本文详细研究了磺化竹红菌素对多种蛋白质在溶液状态下的荧光猝灭过程。结果表明,磺化竹红菌素对多种蛋白质荧光猝灭服从Stern-Volmer曲线,实验观察了温度、粘度、pH值和盐酸胍对荧光猝灭过程的影响。由于磺化竹红菌素是一两性分子,对于不同蛋白具有不同猝灭过程;磺化竹红菌素对蛋白质的荧光猝灭常数K_q在10¹³mol/L·s^-1左右,这说明,磺化竹红菌素是一种比其它蛋白质荧光猝灭剂更加有效的荧光猝灭剂。     

血红蛋白和细胞色素c构象去折叠行为研究

利用紫外-可见吸收和荧光光谱法研究了血红蛋白(Hb)与细胞色素c(Cytc)两种血红素蛋白的去折叠行为。采用化学变性剂盐酸胍(GdHCl)和尿素(Urea)诱导两种蛋白构象去折叠,阐述了两种蛋白的去折叠机理。Hb的血红素(Heme)辅基通过与卟啉铁原子和组氨酸配位,与肽链键合的稳定性较差,在3.0 mol/L的盐酸胍作用下即发生解离。而Cyt c的Heme辅基通过卟啉与半胱氨酸形成二硫键呈现较强的稳定性,盐酸胍浓度达到6.0 mol/L也难使其发生解离。该研究为阐释蛋白构象与功能之间的关系提供了重要依据。     

盐酸异丙肾上腺素与牛血清白蛋白相互作用

采用荧光猝灭法和毛细管区带电泳法研究了盐酸异丙肾上腺素（IH）与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用。荧光猝灭法研究表明:IH对BSA有较强的荧光猝灭作用,根据Stern-Volmer方程得到猝灭速率常数（K_q）为2.53×10¹³ L·mol^-1·s^-1,该荧光猝灭属于静态猝灭。采用位点结合模型公式计算得结合常数为1.72×10⁴ L·mol^-1,结合位点数n为1;毛细管区带电泳法研究表明:IH与BSA的结合常数为4.07×10⁴ L·mol^-1,结合位点数n为1。     

光谱法研究变性剂诱导的猪胃蛋白酶和牛血清蛋白折叠中间态的分布和过渡

利用紫外光谱和荧光光谱分别测定了变性剂诱导的猪胃蛋白酶和牛血清蛋白的残余活性,并根据它们的两个特征展开参数定量描述了猪胃蛋白酶和牛血清蛋白天然态、折叠中间态和完全展开态随变性液中变性剂浓度的分布和过渡。结果表明,在盐酸胍诱导的猪胃蛋白酶"三态"去折叠过程中,当盐酸胍浓度约为1.5mol/L时,折叠中间态的浓度达到最大,约占溶液中总猪胃蛋白酶的12%;在脲诱导的牛血清蛋白"三态"去折叠过程中,当脲浓度约为2.0mol/L时,折叠中间态的浓度达到最大,约占溶液中总牛血清蛋白的41%;而在盐酸胍诱导的牛血清蛋白"四态"去折叠过程中,当盐酸胍浓度约为0.4mol/L、1.2mol/L时,第一和第二折叠中间态浓度分别达到最大,约占溶液中总牛血清蛋白的20%和70%。     

寡聚核苷酸中鸟苷对四甲基罗丹明的荧光猝灭

具有核苷特异性的荧光猝灭技术在生物领域具有广泛应用.为了更好地理解这一过程的机理及其影响因素,研究了核苷对四甲基罗丹明（TMR）染料的分子间猝灭和在同一条寡聚核苷酸链中的分子内猝灭.与以前的研究结果一致,脱氧单磷酸鸟苷（dGMP）可以有效地猝灭TMR,而其他单磷酸腺苷对其的猝灭可以忽略.由斯特恩-沃尔默图获得TMR和dGMP的双分子猝灭常数为Ks=52.3L/mol.将TMR标记在寡聚核苷酸末端,可以观测到其荧光通过光致电子传递有效地被鸟苷猝灭,我们利用荧光相关光谱的方法测定了这一过程的猝灭速率常数.此外,所得的数据还显示鸟苷附近的碱基会对分子内的猝灭过程产生显著的位阻效应.这些结果将有助于设计寡聚核苷酸荧光探针和理解G猝灭过程.     

2,4-二硝基苯胺与牛血清白蛋白相互作用的研究

通过荧光和紫外光谱法研究了2,4-二硝基苯胺同牛血清白蛋白(BSA)的相互作用. 2,4-二硝基苯胺对牛血清白蛋白的内源荧光具有强烈的猝灭作用. 二者之间形成不发荧光的复合物是导致荧光猝灭的主要原因. 计算了其结合常数和结合位点数. 紫外光谱法进一步证明了其猝灭机理为静态猝灭. 根据能量转移理论计算了作用距离(3.13 nm). 同步荧光的结果表明2,4-二硝基苯胺的存在改变了牛血清白蛋白的分子构象.     

荧光光谱法研究喹诺酮抗菌素与过氧化氢酶的相互作用

应用荧光光谱法研究了水溶液中喹诺酮抗菌素氧氟沙星、环丙沙星与过氧化氢酶分子间的结合反应。结果表明：药物对过氧化氢酶的内源荧光有较强的猝灭作用,形成复合物所产生的静态猝灭是引起过氧化氢酶荧光猝灭的主要原因。进一步依据荧光猝灭结果确定了药物－酶复合物的形成常数和结合位点数。