牛乳β-乳球蛋白热稳定与免疫原性关系的光谱学研究

利用圆二色性光谱和荧光光谱对牛乳β-乳球蛋白的热变性过程进行光谱学分析,得到其热变性过程的光谱学特征;结合生物信息学方法,进一步分析了热变性过程中牛乳β-乳球蛋白构象变化的特点,探讨了热变性使牛乳β-乳球蛋白蛋白构象变化导致其免疫原性发生变化的关系,建立了一种研究过敏原蛋白热变性与免疫原性关系的光谱实验方法,为探讨热变...     

椰子花粉过敏原profilin蛋白体外重折叠过程的光谱学研究

在基因工程技术中,采用原核表达系统获得的重组蛋白通常都是以包涵体的形式存在.利用圆二色性光谱、荧光光谱和同步荧光光谱对尿素诱导的重组椰子化粉泛过敏原profilin蛋白包涵体的复性过程进行了系统的光谱学研究,得到了profilin蛋白复性过程的光谱学特征;结合生物信息学方法,通过对profilin蛋白的二级结构和三级结构的预测,进一步分析了复性过程中profilin蛋白构象变化的特点,初步建市了一种新的检测重组变应原蛋白复性程度的光谱学实验方法,为重组蛋白包涵体复性机理的深入研究进行了有益的探索.     

花生过敏原Ara h1的热变性及其与还原糖相互作用的研究

运用圆二色光谱(CD)和荧光光谱以及ELISA方法对花生蛋白Ara h1的热变性及其与还原糖的相互作用,以及过敏原性的变化进行了系统研究。实验表明,温度高于85℃时,Ara h1蛋白的二级结构才发生显著变化,表现为α螺旋结构的相对含量减少,β折叠及无规卷曲等结构的相对含量增加,其过敏原性也相应降低;木糖、果糖能与Ara h1蛋白进行相互作用进而有效稳定其蛋白结构,并显著降低其过敏原性。研究结果对食物过敏原致敏机理的深入研究,以及花生食品的合理加工具有重要的理论指导意义。     

圆二色光谱、红外光谱法解析羊乳和牛乳β-酪蛋白结构及性质差异

羊乳β-酪蛋白比牛乳β-酪蛋白更容易被婴幼儿消化吸收,主要原因是二者结构的不同。目前对牛乳β-酪蛋白结构的研究较多,但对羊乳β-酪蛋白的结构以及羊乳和牛乳β-酪蛋白结构差异的研究还鲜有报道。蛋白质二级结构的信息可由光谱获得,其中圆二色光谱是利用蛋白质分子中具有光学活性的生色基团对左、右平面圆偏振光吸收不同,对蛋白质结构进行表征的方法,可以测定溶液状态下的蛋白质样品,使蛋白质构象更接近其生理状态,而且具有快速简便,对构象变化灵敏等优点;红外光谱则是利用蛋白质分子在振动过程中不同化学键或官能团对红外光吸收频率不同,对蛋白质结构进行表征的方法,可以测定固体状态下的蛋白质样品,具有扫描速度快、分辨率高、可测波长范围广、不易受蛋白质样品的分子大小和外界条件影响等优点。圆二色光谱和红外光谱已被广泛应用于蛋白质构象的研究中,但是结合使用这两种方法分析β-酪蛋白结构的研究还鲜有报道。因此,该研究采用圆二色光谱和红外光谱比较羊乳和牛乳β-酪蛋白的结构特点,并利用分光光度法对二者的巯基含量及溶解性进行了分析,从功能性质方面的不同对两种蛋白结构的差异进行更好的说明。圆二色光谱测得羊乳和牛乳β-酪蛋白二级结构中主要以无规卷曲为主,但羊乳β-酪蛋白的无规卷曲含量(50.2%±0.16%)显著高于牛乳β-酪蛋白(43.8%±0.14%),其有序结构中α-螺旋含量(2.7%±0.21%)、β-折叠含量(15.3%±0.08%)显著低于牛乳β-酪蛋白(4.3%±0.13%, 19.5%±0.12%),β-转角含量分别为31.8%±0.11%和32.4%±0.09%,差异不显著;红外光谱测得羊乳β-酪蛋白二级结构中α-螺旋、β-折叠、β-转角含量分别比牛乳β-酪蛋白低18%～20%, 9%～10%, 0.6%～1%,无规卷曲含量比牛乳β-酪蛋白高17%～19%。对两种蛋白功能性质的研究表明,羊乳β-酪蛋白与牛乳β-酪蛋白表面巯基含量基本一致19～20μmol·g~(-1),但羊乳β-酪蛋白总巯基含量[(28.35±0.13)μmol·g~(-1)]显著低于牛乳β-酪蛋白[(46.72±0.21)μmol·g~(-1)];羊乳β-酪蛋白与牛乳β-酪蛋白的等电点较为接近(pH为4～5),且在等电点附近前者的溶解性低于后者,而远离等电点时前者溶解性则高于后者。研究结果说明与牛乳β-酪蛋白相比,羊乳β-酪蛋白分子的无序性和柔韧性更高,胶束内部结构更加的柔软疏松。     

PSⅡ中蛋白二级结构中β聚合效应的红外光谱研究

利用Fourier变换红外光谱（FTIR）方法研究了光系统Ⅱ（PSⅡ）膜颗粒中蛋白二级结构在高温条件下的β聚合效应。具有生物活性和高温蛋白的β聚合样品的红外光谱测量温度均是室温，它们的酰胺Ⅰ吸收带被用来对两种样品的特性进行定量的分析。光谱的分析方法采用了直接Lorentz线型拟合，光谱结果表明光系统Ⅱ二级结构在400℃下发生热变性后，其红外光谱将发生很强的不可逆的变化。但其红外光谱与活性PSⅡ蛋白一样仍可用3个Lorentz线型拟合，显示了FTIR红外光谱方法在研究蛋白热变性方面的优越性。     

荧光、紫外和红外光谱分析人乳和牛乳β-酪蛋白的功能和构象差异

β-酪蛋白是人乳酪蛋白的主要成分,但它在牛乳中的含量却很小。β-酪蛋白在两者中含量的差异,是人乳比牛乳更易消化的原因之一,研究人乳与牛乳β-酪蛋白结构和功能的差异,对研制出更适合婴儿肠道的,新型人乳模拟型婴儿配方奶粉具有指导性的意义。用紫外分光光度法研究人乳β-酪蛋白和牛乳β-酪蛋白的溶解性、巯基含量、乳化性等功能性质,用荧光光谱和红外光谱分析比较两种蛋白的结构特点。两种蛋白等电点十分接近(pH 4.0～5.0),在等电点附近时,人乳β-酪蛋白的溶解性(10.83%)低于牛乳β-酪蛋白(11.83%),而偏离等电点时人乳β-酪蛋白具有更高的溶解性,人乳β-酪蛋白的乳化活性指数(110~140 m2·g-1)高于牛乳β-酪蛋白(70～130 m2·g-1),两种蛋白的表面巯基(SH)相似[(18.47±0.08)和(18.67±0.17) μmol·g-1],而牛乳β-酪蛋白总巯基的含量[(47.46±0.23) μmol·g-1]大于人乳β-酪蛋白[(26.17±0.12) μmol·g-1],两种蛋白官能团相似,均含有β-折叠结构,人乳β-酪蛋白的氢键数量和内部的疏水性均小于牛乳β-酪蛋白。结果表明,人乳β-酪蛋白比牛乳β-酪蛋白具有更少的α-螺旋和β-折叠等二级结构,具有更疏松灵活的三级结构,同时也具有更高的分子的表面活性。     

基于牛乳加工工艺的NIRS研究

详细地分析了均质、巴氏杀菌等不同加工工艺对牛乳近红外光谱的影响,首次发现各种加工后的牛乳与原料乳间在1 890 nm附近有明显的区别,通过这一特征波长点可以很好地判断牛乳是否经过加工处理,该结果为近红外技术在牛乳质量控制方面的研究提供了理论基础。论述了均质后吸光度急剧下降的液体乳,经杀菌工艺后吸光度反而升高以及常温原料乳随着均质压力的不断增强,其吸光度在整个光谱区域均呈下降趋势,脂肪球的物理结构变化,最终导致了吸光度的下降的原因。以商品乳中是否含有复原乳的鉴别为例,探讨了复原乳检测的机理,并利用SIMCA方法创建了复原乳定性判别模型,在光谱1 800～2 200 nm间,采用2D和Norris5.5预处理方法,判别结果表明对于商品乳中复原乳的正确辨别率可以达到98.1%。     

pH对中国人乳β-酪蛋白二级结构的圆二色和拉曼特征影响

人乳中β-酪蛋白为婴儿的快速生长提供了最适宜的氨基酸、钙磷等。以往的研究均是对牛乳的β-酪蛋白二级结构进行分析,而牛乳β-酪蛋白对婴儿配方乳的指导意义不如人乳β-酪蛋白,且人乳β-酪蛋白难以获得合适的蛋白晶体,其三级结构不清楚。为了获得中国人乳β-酪蛋白二级结构的相关基础信息,采用圆二色光谱(CD)法和拉曼光谱(Raman)法分析在不同pH条件下其二级结构的变化,结果表明：pH值的改变能够诱导中国人乳β-酪蛋白二级结构的改变,CD分析表明β-酪蛋白各部分的二级结构分别是：0.5%~2% α-螺旋,16%~18% β-折叠,30%~34% β-转角,49%~51% 无规则卷曲;随着pH的增加,部分结构发生了变化,α-螺旋在pH 8处含量增加,而在pH 10处含量减小。拉曼光谱分析表明：β-酪蛋白在酰胺I的特征峰在1 662 cm-1处,分析出β-酪蛋白的无规则卷曲含量较高。同时,根据I₈₅₀/I₈₃₀的比值计算出β-酪蛋白的酪氨酸残基趋向于“暴露式”。圆二色光谱和拉曼光谱都证明了人乳β-酪蛋白二级结构中无规则卷曲的含量最高,而β-折叠和β-转角含量保持相对的稳定。并且,在pH 8条件下,α-螺旋含量高于在其他pH条件下的含量。     

热诱导β晶状体蛋白去折叠及寡聚体解聚过程的脉冲升温时间分辨红外光谱

通过变温傅里叶变换红外光谱和脉冲升温时间分辨红外光谱,系统地研究了β晶状体蛋白不同二级结构的热稳定性,以及热诱导β晶状体蛋白去折叠的动力学过程．结果表明,β晶状体蛋白N端的β反平行折叠热稳定性最低(转变的中点温度为36.0±2.1 oC),该结构的破坏导致了一种富含无规卷曲结构的β晶状体蛋白中间体形成, 认为该中间体可能由β晶状体寡聚体解聚后形成的单体,单体形成的中点温度为40.4±7 πC．β晶状体蛋白全局去折叠引发蛋白变性聚集的转变的中点温度为72.4±0.2 oC．脉冲升温时间分辨红外光谱进一步揭示出β晶状体蛋白的热诱导去折叠开始于N端的β反平行折叠结构,该结构去折叠所需时间约为50 ns     

德国小蠊变应原Bla g 2蛋白变复性的荧光光谱研究

包涵体中的重组蛋白经抽提后可以在变性状态下纯化,而纯化后的复性过程是基因工程下游处理的重要环节。通过对变应原Bla g 2蛋白复性前后荧光光谱的比较和分析、变性剂(尿素和SDS)对复性后Bla g 2蛋白的荧光滴定实验、以及复性后Bla g 2在不同pH下的荧光光谱分析,推断出Bla g 2蛋白分子在不同环境下构象的变化及其光谱学特征,初步建立了一种新的检测重组变应原蛋白变复性的光谱实验方法。     

牛α-乳白蛋白-亚油酸复合物的结构及抗肿瘤活性

利用内源性荧光光谱、荧光探针(ANS)结合荧光光谱及圆二色谱,以乳白蛋白-油酸为参照,研究了乳白蛋白结合亚油酸后,疏水性氨基酸、疏水性区域、三级结构及二级结构的变化,并利用亚甲基蓝的方法评价了该复合物的抗肿瘤活性。荧光光谱结果显示,与乳白蛋白-油酸复合物类似,乳白蛋白结合亚油酸后,其内源性荧光光谱显著红移,从331.07 nm移至337.60 nm;外源性ANS结合光谱蓝移,从516.20 nm移至508.50 nm;且荧光强度增加,表明乳白蛋白结合亚油酸后同样出现了疏水性氨基酸及疏水性区域暴露的现象。圆二色谱结果表明,与乳白蛋白-油酸复合物类似,乳白蛋白结合亚油酸后,三级结构部分丧失,二级结构中β-转角及无规卷曲的含量显著降低,β-折叠含量增加。细胞实验证实了乳白蛋白-亚油酸复合物具有良好的抗肿瘤效果。该研究从复合物结构和功能的两方面,为新型抗肿瘤乳白蛋白-亚油酸复合物的开发提供了依据。     

丁香有效部位对LDL中脂类、蛋白氧化修饰及光谱学变化的抑制

LDL氧化修饰是致动脉粥样硬化的关键性因素。其中,在氧化修饰过程中LDL所含脂类、蛋白及其光谱学性质均会受到影响。前期研究结果发现丁香对LDL氧化修饰具有很强的抑制作用。但是,丁香是否是通过抑制脂类及蛋白氧化来实现,以及丁香是否能抑制LDL氧化修饰后光谱学性质的改变,这些问题目前均不清楚。据此,运用紫外吸收光谱、荧光光谱等方法研究了丁香有效部位(effective fraction from clove,EFC)对LDL氧化修饰的抑制效果。研究结果表明,EFC能有效延缓脂质氧化过程中共轭二烯(CD)增殖及推后其达到最大值,并抑制胆固醇降解;也可抑制蛋白组分apoB100中Trp荧光猝灭及Lys氧化修饰和荧光光谱变化;同时也能抑制LDL中脂质与蛋白过氧化产物-脂褐素的生成;此外,该部位对LDL 氧化修饰过程中紫外-可见光谱学特征的改变也有影响。论文将为丁香抗AS功能食品研发提供参考。     

傅里叶变换红外光谱的牛乳中αs1-酪蛋白和κ-酪蛋白含量的快速检测

为了找到一种能够对牛乳中的两种主要过敏原（α_s1和κ-酪蛋白）含量快速检测的方法,以河南、湖北、宁夏和内蒙古四省区的211份中国荷斯坦牛牛乳样本为研究对象,建立了基于傅里叶变换中红外光谱技术的牛乳中α_s1和κ-酪蛋白含量的无损快速检测模型。首先对牛乳的原始光谱进行预分析,发现水对牛乳的光谱吸收具有很强的干扰,对水的两个主要吸收区域1 597~1 712和3 024~3 680 cm-1进行分析,发现水的吸收区域1 597~1 712 cm-1和蛋白的部分吸收区域1 558~1 705 cm-1（酰胺Ⅰ）基本重合,通过对比去除1 597~1 712 cm-1前后的效果,最终选择925.92~3 005.382 cm-1的光谱区域作为敏感波段用于后续分析。选取的全光谱经手动降维,利用MCCV剔除异常样本,分别采用标准正态变量变换（SNV）、多元散射校正(MSC)等8种预处理算法和竞争性自适应重加权算法（CARS）、无信息变量消除法（UVE）等3种特征选择算法联合建立支持向量机回归模型（SVR）。经检验,对于α_s1-酪蛋白,一阶导数和CARS算法结合建立的SVR模型效果最优,训练集相关系数Rc和测试集相关系数R_p分别为0.882 7和0.899 8,训练集均方根误差RMSEC和测试集均方根误差RMSEP分别为1.136 3和1.372 6;对于κ-酪蛋白,一阶差分和UVE算法结合建立的SVR模型效果最优,训练集相关系数R_c和测试集相关系数R_p分别为0.880 8和0.890 3,训练集均方根误差RMSEC和测试集均方根误差RMSEP分别为0.534 5和0.535 4。研究结果表明,基于傅里叶变换中红外光谱技术建立的SVR模型可以对牛乳中的过敏原α_s1和κ-酪蛋白含量进行无损检测,预测效果良好,此研究弥补了国内利用光谱技术对牛乳中的酪蛋白进行无损快速检测的空白。     

丁香有效部位对LDL中脂类、蛋白氧化修饰及光谱学变化的抑制（英文）

LDL氧化修饰是致动脉粥样硬化的关键性因素。其中,在氧化修饰过程中LDL所含脂类、蛋白及其光谱学性质均会受到影响。前期研究结果发现丁香对LDL氧化修饰具有很强的抑制作用。但是,丁香是否是通过抑制脂类及蛋白氧化来实现,以及丁香是否能抑制LDL氧化修饰后光谱学性质的改变,这些问题目前均不清楚。据此,运用紫外吸收光谱、荧光光谱等方法研究了丁香有效部位(effective fraction from clove,EFC)对LDL氧化修饰的抑制效果。研究结果表明,EFC能有效延缓脂质氧化过程中共轭二烯(CD)增殖及推后其达到最大值,并抑制胆固醇降解;也可抑制蛋白组分apoB100中Trp荧光猝灭及Lys氧化修饰和荧光光谱变化;同时也能抑制LDL中脂质与蛋白过氧化产物-脂褐素的生成;此外,该部位对LDL氧化修饰过程中紫外-可见光谱学特征的改变也有影响。论文将为丁香抗AS功能食品研发提供参考。     

三维光谱学--二维红外光谱和时间分辨光谱

本文介绍了一类重要的光谱学分析方法-三维光谱学方法,对其中的时间分辨光谱和二维红外光谱作了详细的介绍,包括它们的基本原理、获取谱图的方法、谱图的性质等.介绍了二维红外光谱方法在光谱学分析中的一些应用领域.三维光谱分析方法已经成为光谱分析中重要的研究方法之一.     

光谱学的进展浅述

光谱学(spectroscopy)是研究光谱现象的科学,经常讨论激发谱线的光源,以及测试、分析和应用。几乎在每个现代技术领域里,光谱学都有实际的应用。用光谱方法人们能在实验室中分析少量材料的成分,其精度和速度是用化学过程所无法达到的。测试受控热核聚变的温度仪为光谱的另一特殊的应用。研究原子与分子的结构,天文学中预测太阳磁暴和用光谱分析星体的化学成分都是光谱学的成就。由莫塞莱(Moseley,1887—1915)的工作(X射线特征波长与原子序数之间的关系)     

咖啡酸与乳蛋白结合的光谱特性及结合物抗氧化活性变化

利用紫外光谱和荧光光谱技术评价了咖啡酸与乳蛋白(α-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白)两者结合的结合常数、结合作用力、结合距离以及能量转移效率,通过二苯代苦味酰基(DPPH)自由基清除率和铁离子还原能力(FRAP)对两者结合导致的抗氧化活性变化进行了测定。结果表明咖啡酸会使乳蛋白发生内源性荧光猝灭。吉布斯自由能变ΔG<0,表明反应是自发进行的。其中咖啡酸与α-酪蛋白之间以静电引力结合(ΔH<0,ΔS>0),与β-酪蛋白、α-乳白蛋白的结合作用力为氢键(ΔH<0,ΔS<0),与κ-酪蛋白、β-乳球蛋白是以疏水作用力结合(ΔH>0,ΔS>0)。两者结合距离r0<7nm,符合非辐射能量转移条件,证明咖啡酸对乳蛋白的荧光猝灭是由于生成不发光的配合物而引起的静态猝灭。此外,两者结合导致咖啡酸的抗氧化能力受到不同程度的抑制。     

高压和酶解对热变性大米蛋白溶解及结构特征的影响(英文)

研究了100MPa高压和酶解处理对热变性大米蛋白溶解性和分子结构特征的影响。结果显示:高压处理后再用Alcalase(碱性蛋白酶)酶解可使大米蛋白的溶解性由单纯酶解时的58.9%提高到75.33%;SE-HPLC(高效液相凝胶色谱法)分析显示,高压处理可使57~105ku的大分子蛋白质溶出,且随着酶解时间延长,该组分消失,4.4和2.0ku组分含量增加,而非高压处理者没有大分子的溶解;FTIR(傅里叶红外光谱)分析显示,高压处理的样品中β-折叠和β-转角结构占主导地位;SEM(扫描电子显微镜)分析表明,高压处理使致密的大米蛋白体结构变得疏松。以上结果表明,高压处理改变了蛋白的空间结构,进而改变蛋白的酶解位点,从而提高了大米蛋白的溶解性。     

多种谱学方法研究蓝色签字笔墨水

运用傅里叶变换红外光谱、显微激光拉曼光谱以及紫外-可见光谱仪等多种光谱学手段测定了纸张上蓝色签字笔墨水的光谱,并根据吸收峰的差异对收集到的28种不同品牌、系列的蓝色签字笔进行了分类。同时还结合热重-质谱联用研究了人为老化过程中纸张上签字笔墨水成分的变化。讨论了上述谱学方法在分析鉴别纸张上蓝色签字笔墨水种类及成分的优劣,以及在研究相对书写时间和绝对书写时间中的潜在应用。     

莲子蛋白组分二级结构的研究

对莲子蛋白质进行了Osborne蛋白质分类。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白进行二级结构分析。应用去卷积和曲线拟合方法对四种蛋白组分的酰胺Ⅰ和Ⅲ带进行分析,清蛋白和球蛋白之间以及醇溶蛋白和谷蛋白之间各相应子峰峰位和二级结构峰面积百分比差异较小,但前两者各相应子峰峰位与后两者略有差异;而前两者各相应二级结构峰面积百分比与后两者有较大差异,特别是前两者的各相应有序结构(α-螺旋+β-折叠)峰面积的百分比明显大于后两者。用0.1 mol.L-1NaCl溶液提取的球蛋白和清蛋白有序结构含量均在55%左右,而醇或碱提的醇溶蛋白和谷蛋白的有序结构含量仅为40%左右,盐提的蛋白质二级结构有序性和稳定性更高。