光谱法对照研究肌红蛋白及其突变体Mb(D60K)与H_2O_2的相互作用

为了解肌红蛋白(Mb)表面60位天冬氨酸(Asp)突变为赖氨酸(Lys)后对蛋白结构稳定性的影响,本文通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和停流荧光光谱对照研究了模拟生理条件下野生型肌红蛋白Mb(WT)及其突变体Mb(D60K)与过氧化氢(H2O2)的相互作用。结果表明:在Mb(D60K)与H2O2发生相互作用过程中,铁卟啉部位的紫外和荧光发射光谱数据与Mb(WT)相比,性质与功能均表现出显著差异。虽然只有一个氨基酸的改变,但其结构和性质发生明显变化,说明60位氨基酸在稳定蛋白结构中有重要的作用。同步荧光光谱和停流光谱的结果同样表明Mb(D60K)的结构与功能受H2O2的影响较小,Mb(WT)受H2O2影响明显。综合分析表明,Mb(D60K)在与H2O2相互作用过程中,蛋白结构稳定性提高。     

可见光谱法研究肌红蛋白血红素铁与金属离子相互作用(Ⅰ)

肌红蛋白(Myoglobin,Mb)是哺乳动物细胞主要是肌细胞贮存和分配氧的蛋白质, 由一条多肽链和一个血红素辅基构成,其血红素铁在氧气的传递和运输中起到关键作用。文章利用紫外-可见光谱法对肌红蛋白的血红素铁和外加金属离子M(Ⅱ)[Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ)和Co(Ⅱ)] 的直接相互作用进行了研究。结果发现, 金属离子M(Ⅱ)与肌红蛋白活性中心的Fe(Ⅱ)发生了直接相互作用,外加金属离子将铁离子从肌红蛋白中“拖拽”出来,形成部分空位肌红蛋白衍生物。同时研究了外界条件,如离子浓度对这种相互作用的影响,发现随着外加金属离子量的增加这种相互作用逐渐增强,其作用强度依次为Co(Ⅱ)＞Zn(Ⅱ)＞Cu(Ⅱ)。 研究证实了肌红蛋白的血红素铁与金属离子之间存在直接相互作用,并且离子浓度对这种相互作用有影响。     

光谱法结合分子动力学模拟研究臭氧对肌红蛋白结构的作用机制

臭氧(O₃)是一种具有强氧化性作用的杀菌消毒剂,因其安全无害等特点已被广泛用于肉制品生产加工的减菌处理,但O₃减菌处理对红肉色泽具有较强的负面作用,且其作用机制尚缺乏研究。针对肌红蛋白（Mb）存在状态是决定红色肉色泽关键因素的基础,通过紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法和圆二色光谱法（CD）研究O₃作用下Mb的光谱特性变化,结合蛋白质氧化特征指标分析和分子动力学模拟技术探究O₃对Mb分子的作用效果与机制。光谱研究结果表明,O₃处理可使Mb的紫外-可见光谱图在412 nm左右处的铁卟啉环特征峰及540和580 nm附近的氧合肌红蛋白（OMb）特征峰的强度减弱,其中铁卟啉环特征峰发生蓝移;利用固定激发波长280 nm下测定Mb内源性荧光和同步荧光光谱表明O₃会降低Mb的荧光强度,增大铁卟啉基团贡献的荧光峰强度和造成酪氨酸残基荧光光谱特征峰的蓝移;O₃作用使Mb三维荧光光谱特征峰强度的下降及光散射强度的增加。以上变化推断出O₃会促进Mb的氧化,造成其氨基酸残基疏水基团裸露,使Mb所处微环境及其蛋白构象改变;CD分析表明O₃与肌红蛋白接触时间越久,蛋白质二级结构变化越明显,造成α-螺旋的含量下降,无规则卷曲增加。辅以检测不同强度O₃处理Mb的含量及性质的变化,可知O₃处理使OMb含量下降,高铁肌红蛋白（MMb）含量增加,同时O₃处理Mb的羰基含量增加和巯基含量下降,这也进一步证实O₃作用促进了Mb的氧化,此外,O₃处理Mb表面疏水性的增强,说明O₃造成Mb体系微环境的极性变化。分子动力学模拟结果显示O₃会提高Mb肽链的RMSD值,影响Mb肽链的稳定性,减弱铁卟啉环与Mb肽链的相互作用;RMSF结果表明Mb活性口袋附近氨基酸残基的变化较大;蛋白质二级结构分析与光谱学试验研究结果一致,Mb的α-螺旋的含量下降,无规则卷曲增加。总而言之,O₃可作用于Mb的氨基酸残基,导致蛋白质二级结构和疏水性改变,并发生蛋白氧化及铁卟啉环暴露,进而引起红色肉色泽发生改变。该研究可为生鲜红肉护色技术制定等提供一定理论依据。     

荧光光谱法研究水溶性L-Cys-CdS量子点与肌红蛋白的相互作用

以L-半胱氨酸为修饰剂,采用配位化学原理合成具有良好水溶性和生物相容性的L-Cys-CdS量子点.采用紫外-可见光谱及荧光光谱,考察了肌红蛋白(Mb)溶液浓度、酸度对L-Cys-CdS量子点荧光性质的影响.结果表明Mb对量子点荧光有猝灭作用,并且Mb的浓度及酸度对荧光猝灭均有影响,并探讨了导致荧光猝灭的原因以及量子点与肌红蛋白相互作用机理.     

肌红蛋白与生物碱相互作用的光谱性质研究

用分子荧光光谱法和紫外可见分光光度法研究了肌红蛋白（myoglobin,Mb）与咖啡因、茶碱相互作用的光谱性质变化。据Stern-Volmer图得到猝灭常数,由紫外-可见吸收光谱判断均为静态猝灭,通过热力学常数得出其相互作用力为静电作用,依据Foerster偶极-偶极无辐射能量转移理论计算出Mb与生物碱间的距离,并用同步荧光光谱技术考察了生物碱对Mb构象的影响。     

痂囊腔菌素A与肌红蛋白相互作用的光谱研究

研究了痂囊腔菌素A(EA)与肌红蛋白(Mb)的相互作用.通过紫外-可见吸收光谱研究发现痂囊腔菌素A与肌红蛋白在避光与光照两种条件作用模式存在明显差异;痂囊腔菌素A对肌红蛋白的内源荧光有猝灭作用,形成了新的配合物,属于静态猝灭;热力学计算结果表明痂囊腔菌素A与肌红蛋白之间以疏水作用力结合.同步荧光光谱研究了痂囊腔菌素A对...     

荧光光谱法研究咖啡因与肌红蛋白的相互作用

采用荧光光谱法在生理pH 7.4条件下研究了药物咖啡因与肌红蛋白分子间的相互作用,表明这种相互作用能使肌红蛋白的内源荧光猝灭。通过猝灭常数,结合常数和结合位点数的计算,证明此猝灭为静态猝灭机制。咖啡因和肌红蛋白形成1∶1稳定配合物,形成常数(18 ℃)K_A=1.82×104 L·mol-1;根据热力学参数确定了它们之间的主要作用力为疏水力和静电力。利用同步荧光光谱法研究了咖啡因对肌红蛋白构象的影响。咖啡因能使肌红蛋白的构象发生改变,导致蛋白质分子中色氨酸和酪氨酸残基所处微环境由原来的疏水环境不同程度地向亲水环境转变。     

荧光法研究四(对甲氧基苯基)钴卟啉与牛血清白蛋白的相互作用

合成了四(对甲氧基苯基)钴卟啉,利用荧光光谱法研究了四(对甲氧基苯基)钴卟啉与牛血清白蛋白的相互作用,由实验数据计算求得该卟啉与牛血清白蛋白的双分子猝灭过程速率常数Kq=9.619×1012L·mol-1.s-1、结合常数KA=3.475×103L·mol-1、结合数n=0.6893,结果表明:四(对甲氧基苯基)钴卟啉与牛血清白蛋白之间发生了较强的静态荧光猝灭作用。     

四(对甲氧基苯基)钐卟啉与牛血清白蛋白相互作用的研究

合成了四(对甲氧基苯基)钐卟啉,利用荧光光谱法研究了四(对甲氧基苯基)钐卟啉与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。结果表明四(对甲氧基苯基)钐卟啉对BSA的荧光有较强的猝灭作用,属于静态荧光猝灭,由实验数据求得猝灭速率常数K_q=1.3842×10~(13)L·mol~(-1)·s~(-1)、结合常数K_△=3.4610×10~4L·mol~(-1)、结合数n≈1。     

水溶性阳离子卟啉与ctDNA的相互作用及其聚集行为研究

水溶性阳离子卟啉作为多功能DNA结合试剂在光动力学疗法、抗病毒药物等方面得到了越来越多的应用,因此研究阳离子卟啉与DNA的相互作用引起人们极大的兴趣。文章采用吸收光谱、荧光光谱和共振光散射技术研究了meso-四(4-三甲铵基苯基)卟啉(TMAP)和5-苯基-10,15,20-三(N-甲基-4-吡啶基)卟啉(TriMPyP)两种水溶性阳离子卟啉在水溶液中的聚集状态及与小牛胸腺DNA(ctDNA)的相互作用。在R>1时(R=c_TMAP/c_DNA),TMAP在DNA分子表面发生聚集,吸收光谱有明显的减色效应,卟啉的荧光被猝灭。在R<1时,TMAP与DNA以外部结合方式结合,荧光得到增强,共振光信号减弱。DNA的加入,使TriMPyP的聚集程度进一步增加。考察了离子强度对卟啉与DNA相互作用的影响,离子强度增大,卟啉的荧光得到增强,卟啉与DNA的结合方式发生改变。     

两种高分子化锌卟啉络合物与特丁津相互作用的光谱性能研究

将苯基卟啉(PP)功能化的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)即PP-PGMA和羟基苯基卟啉(HPP) 功能化的PGMA(HPP-PGMA)分别与锌离子发生络合反应,制得高分子化的苯基锌卟啉ZnPP-PGMA或羟苯基锌卟啉ZnHPP-PGMA。采用¹H-NMR对ZnPP-PGMA和ZnHPP-PGMA的化学结构进行了表征,用紫外-可见光谱法、荧光光谱法研究了其光谱性能。将ZnPP-PGMA或ZnHPP-PGMA与特丁津作用,研究特丁津对其光谱性能的影响。研究结果表明:高分子化的金属卟啉ZnPP-PGMA和ZnHPP-PGMA都具有强的光谱性能,相对于PP-PGMA和HPP-PGMA,其电子吸收光谱Soret吸收带红移,荧光发射峰蓝移。ZnPP-PGMA和ZnHPP-PGMA分别与特丁津作用后,ZnPP-PGMA的紫外光谱发生一定程度的红移,且ZnPP-PGMA和ZnHPP-PGMA发生明显的荧光猝灭现象。随着特丁津浓度的增大,ZnHPP-PGMA发生荧光猝灭的程度增大。     

荧光光谱法研究拜复乐与小牛胸腺DNA的作用机理

用荧光光谱法研究了拜复乐(MXFX)与小牛胸腺DNA(ctDNA)之间的相互作用。在pH=7.4的TrisHCl缓冲溶液中,MXFX的荧光激发峰和发射峰分别位于291 nm和462 nm。ctDNA的加入对MXFX的荧光有静态猝灭作用,这种荧光静态猝灭作用是由ctDNA和MXFX结合引起的,作用力为氢键或范德华力,结合常数为1.28×105L/mol(25℃)。采用离子强度的影响、碘离子猝灭及溴乙锭竞争作用实验研究了MXFX与ctDNA间的相互作用,结果表明MXFX与DNA的结合是MXFX嵌入到DNA中相邻2个碱基对之间,属于嵌入结合模式。     

铕和铽对四（3,4-亚甲二氧基苯基）卟啉的荧光猝灭

通过荧光光谱法研究了铕（Ⅲ）、铽（Ⅲ）两种稀土离子对四（3,4-亚甲二氧基苯基）卟啉（TMPP）荧光强度的影响.在中性介质中,铕（Ⅲ）和铽（Ⅲ）与TMPP相互作用使TMPP的荧光猝灭.实验表明：以DMF为溶剂、420 nm为最大激发波长、655nm为最大发射波长时,TMPP的荧光强度和稀土离子对其荧光猝灭均达到最大值.     

荧光光谱法研究四(对甲氧基苯基)卟啉铅与牛血清白蛋白的相互作用

利用荧光光谱法研究了溶液pH值、溶剂种类和不同浓度的四(对甲氧基苯基)卟啉铅与牛血清白蛋白的相互作用,实验结果表明:四(对甲氧基苯基)卟啉铅对BSA有较强的静态荧光猝灭作用,按照Stern-Volmer方程和双倒数方程分析处理实验数据,得到反应的双分子猝灭过程速率常数Kq=1.0865×1013(L·mol-1·s-1)、结合常数KA=9.232×104L·mol-1、结合数n=0.7639.     

p-HPcZn与肌红蛋白结合性能的研究

利用荧光光谱和同步荧光光谱技术研究了在模拟人体生理条件下β-四(羧基苯氧基)锌酞菁（p-HPcZn）与肌红蛋白的相互作用。p-HPcZn能够显著地猝灭肌红蛋白的荧光,说明两者之间存在着很强的相互作用。变温荧光光谱实验的结果确证该作用可以导致p-HPcZn分子和肌红蛋白分子之间形成复合物,使得p-HPcZn可以通过静态猝灭有效地猝灭了肌红蛋白的荧光。通过对荧光光谱的数据进行处理得知,p-HPcZn分子和肌红蛋白分子形成复合物的结合常数为2.481×105,结合位点n为0.444。另外,p-HPcZn和肌红蛋白之间发生的相互作用还使肌红蛋白分子的构象发生改变。     

苏木精与DNA作用机理的荧光光谱

采用荧光光谱法,在生理条件下(pH=7.40)对苏木精与DNA的作用机理进行了研究,通过对体系盐效应和KI效应的实验以及体系的荧光猝灭所求得的热力学参数,证明苏木精通过静电作用和疏水作用两种方式与DNA相互作用.     

L-半胱氨酸二肽与DNA的相互作用研究

以溴化乙锭(EB)为荧光探针,利用紫外-可见光谱法和荧光分光光度法等手段研究了L-半胱氨酸二肽(Cys-Cys)与DNA的相互作用,并推测了其相互作用机理和作用模式。结果表明： 随着二肽浓度的增加,DNA-Cys-Cys体系的紫外光谱先呈减色效应,继续增大其浓度时又呈增色效应;盐效应实验表明此相互作用容易受环境中离子强度的影响;随着二肽浓度的增加,EB-DNA复合体系的荧光猝灭,Stern-Volmer方程说明此过程为静态猝灭,通过Lineweaver-Burk方程计算得到两者作用的结合常数为1.640×104 L·mol-1。综合以上结果可知： Cys-Cys与DNA的作用方式主要为静电结合。这一实验结果为进一步在分子水平上研究寡肽类小分子与DNA的作用提供一定的理论依据。     

碳点嫁接海藻酸钙复合结构的制备及其对Cu~(2+)的检测

基于铜离子与碳点的荧光猝灭作用,建立了用碳点作为荧光探针来检测铜离子的新方法。该方法将碳点还原后再嫁接于海藻酸钙,从而得到一种新型的含还原碳点的海藻酸钙薄膜荧光探针。用荧光分光光度计和紫外-可见分光光度计对探针的荧光特性以及探针与金属离子的相互作用进行了研究。研究结果表明:改性后的荧光探针具有很高的荧光强度,因此可以根据探针荧光强度的变化实现对铜离子的检测,并通过乙二胺四乙酸二钠(EDTA)的作用实现对铜离子的重复检测。铜离子浓度在5×10-6~100×10-6mol·L-1范围内与该荧光探针的荧光猝灭强度呈良好的线性关系。该方法不仅可以对铜离子检测,更实现了对碳点的固载,该技术有望实现荧光探针的回收再利用。     

氢氯噻嗪与DNA相互作用的光谱研究

用紫外光谱法和荧光光谱法研究了氢氯噻嗪(HCT)和小牛胸腺DNA(ctDNA)之间的相互作用.在pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液中,HCT的荧光激发峰和发射峰分别位于278nm和360nm处.ctDNA的加入对HCT的荧光存在着很强的荧光猝灭作用,这种荧光静态猝灭作用是由ctDNA和HCT键合引起,键合常数为1.12×10-4L/mol(25℃).采用紫外光谱,离子强度的影响和Ⅰ-猝灭等条件实验研究了HCT与DNA间的相互作用.DNA浓度的变化不改变它们的作用,属于沟槽作用模式.     

[四-(三-甲氧基-四-羟基)苯基]-锌卟啉-环糊精超分子体系研究

在中性磷酸盐缓冲溶液中,以紫外-可见分光光度法和荧光光谱法研究了对称性卟啉[四-(三-甲氧基-四-羟基)苯基]-锌卟啉(简称T(3-MO-4-HP)P-Zn)与α-CD、β-CD、γ-CD三种环糊精之间相互作用形成的超分子体系.结果表明T(3-MO-4HP)P-Zn卟啉与3种环糊精均形成1∶1的包结物.利用双倒数曲线法计算了T(3-MO-4-HP)P-Zn-CD超分子体系的包结常数,结果表明T(3-MO-4-HP)P-Zn与β-CD表现出最强的包结能力.