酪蛋白-g-葡聚糖接枝共聚物对溶菌酶的负载和释放

用溶菌酶作为蛋白质药物模型, 研究了天然大分子对溶菌酶的包埋和释放. 蛋白质为天然的两性聚电解质. 通过Maillard反应制备了无毒且生物相容的β-酪蛋白和葡聚糖的接枝共聚物. 利用β-酪蛋白与溶菌酶之间的静电吸引力制备了以β-酪蛋白/溶菌酶为核, 葡聚糖为壳的胶束. 胶束在低浓度条件下可以稳定存在, 在酸、碱或盐条件下解离. 释放后的溶菌酶分子具有和天然的溶菌酶分子相同的活性. 在胶束中加入Ca2+离子可以使胶束在酸性条件下的稳定性增加. 当用疏水性更强的酪蛋白和葡聚糖接枝共聚物与溶菌酶形成胶束并用Ca2+离子交联后, 胶束在酸性环境下的稳定性显著提高, 在碱性和盐条件下的稳定性也有所增加.     

聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物在水溶液中的胶束化作用

本实验采用表面张力法,苯红紫可见光吸收法测定L64,AE32,AP221等三种不同结构的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的临界胶束形成浓度CMC,发现L64与AE32在低浓度下形成单分子胶束,在高浓度下形成聚集胶束。AP221则只在较低的浓度下形成聚集胶束。不同温度下CMC的测定结果表明温度对L64形成单分子胶束的CMC影响较小,而聚集胶束的浓度则随着温度升高而迅速下降,后者胶束形成热ΔH较高,为140.6kJ/mol。     

温度响应性单分子聚合物胶束

单分子聚合物胶束和传统的胶束一样具有核-壳结构,因其结构固定并具有良好的热力学稳定性而越来越受到研究者的关注。当这类胶束的核层或者壳层含有温敏性高分子的时候就可以形成具有温度响应性的单分子聚合物胶束。近年来,人们在温敏性的单分子聚合物胶束的合成与性能研究方面做了大量的工作。本文概述了具有温度响应行为的单分子聚合物胶束的类型、制备方法以及应用等方面取得的新进展,同时结合本实验室的工作,总结了基于超支化大分子的温敏性单分子聚合物胶束的相转变行为研究,并对这类胶束体系的发展进行了展望。     

α/β类蛋白折叠中π-π相互作用的特异性

以α/β类蛋白的2种典型折叠类型为研究对象,对205个低相似度蛋白样本中的π-π相互作用进行统计分析.计算结果表明,(α/β)8-barrel折叠中π-π相互作用的分布密度高于经典Rossmann折叠,且在关键的局部区域的差异更加显著;芳香族氨基酸在(α/β)8-barrel结构中更容易形成π-π相互作用;色氨酸对应的3种π-π相互作用组合在(α/β)8-barrel折叠中出现的几率显著高于经典Rossmann折叠;(α/β)8-barrel折叠中π-π相互作用形成复杂π网络的能力强于经典Rossmann折叠.上述结果表明,π-π相互作用在α/β类蛋白的不同折叠类型中存在特异性,其在稳定(α/β)8-barrel结构中的作用强于经典Rossmann折叠.     

十六烷基三甲基氯化铵在β-环糊精水溶液中的胶束化行为

通过测定十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）+H_2O和CTAC+β-环糊精（β-CD） +H_2O体系在298.15K时的电导和密度，计算了一系列重要的热力学参数，如临界胶 束浓度、胶束离解主工、CTAC分子碳链从β-环糊精水溶液到胶束的转移自由能、 CTAC的标准偏摩尔体积以及CTAC和β-CD形成的包络物的计量比和包络常数等，结 果表明，β-CD对CTAC的胶束化有较显蓍的影响，由于CTAC的疏水碳链被β-CD空腔 包络，CTAC的热力学活度降低，削弱了其胶束的生成，但是，β-CD及其包络物基 本上不参与CTAC胶束的生成，而且一旦胶束形成，包络物对CTAC的胶束性质也没有 明显的影响，在简单模型的基础上不参与CTAC胶束的生成，而且一旦胶束形成，包 络对CTAC的胶束性质也没有明显的影响，在简单模型的基础上，计算了CTAC分子碳 链进入β-CD疏水空腔的CH_2基团的数目，从另一方面证明β-CD与CTAC分子形成了 包络物，当β-CD的浓度较高时，包络物的计量比为2∶1。     

甘氨酸、L-丙氨酸和L-丝氨酸在尿素水溶液中的体积性质

蛋白质的折叠与解折叠、稳定性、变性行为和酶的活性等都受到环境中其它各种物质影响.作为蛋白质模型分子,氨基酸在混合溶液中的热力学研究近年来引起了广泛重视.尿素在生物体系中的独特地位主要表现在:它是水结构的破坏者,同时又是许多球状蛋白的变性剂.然而,尿素对球状蛋白的变性作用尚未达成共识.     

蛋白质全新设计：八残基序列形成发夹结构的圆二色谱

β-发夹是天然蛋白质中丰富的二级结构单元之一，在蛋白折叠和功能方面扮演着重要角色.文章报导了二条多肽序列（LTVd-PGLTV，n7和 LTVGDDTV， n5）的设计、合成和园二色谱研究结果.结果显示，n5在198 nm附近呈现负峰，表现为非规整结构特征；相反，n7表现为典型的发夹结构特征，在218 nm附近呈负峰,196 nm附近呈正峰，为β-转角与β-折叠的共同贡献.初步研究表明，β-转角、序列关系和氨基酸形成β-折叠结构倾向性是β-发夹结构形成和稳定的决定性因素.     

pH值响应性超支化多臂共聚物的合成及其自组装行为研究

以超支化双硫酯为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合方法,合成了以超支化聚酯(Boltorn H20)为核,聚丙烯酸为臂的两亲性超支化多臂共聚物(H20-star-PAA),并通过紫外分光光度计、动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)对它在水溶液中的pH响应的自组装行为进行了研究.结果表明,在稀溶液条件下,H20-star-PAA始终以单分子胶束的形式存在,随着溶液pH的降低,胶束的PAA壳层会逐步塌缩,导致胶束尺寸减小;而在浓溶液条件下,当溶液的pH较低时,单分子胶束会进一步聚集形成多分子胶束.     

单分子胶束的制备及应用研究进展

单分子胶束由单个分子构成且有核-壳结构的胶束,这种独特的结构,使其显示出优异的稳定性,在稀释的条件下,不会发生解离。单分子胶束因其在复杂多变的微环境中具有良好的热力学稳定性和尺寸分布均匀性,使得单分子胶束在药物运输、靶向释放、染料去除、荧光标记、无机纳米颗粒模板的制备、能量收集和储存等方面都有重要应用。本文从不同聚合物结构及功能方向,综述了单分子胶束制备及应用的研究进展。     

以葡萄糖为极性头基的表面活性剂的合成及苯基酮在手性胶束中的不对称还原

合成了三种长链烷基葡萄糖苷即1-O-十二烷基-β-D-葡萄糖(β-DG)、1-O-十二烷基-α-D-葡萄糖(α-DG)以及1-O-十二烷基-β-D葡萄糖醛酸钠(Sβ-DGU)、三种化合物在水中均能形成胶束, 在上述胶束中, 用硼氢化钠对一系列苯基烷基甲酮进行了还原. 在β-DG和α-DG胶束中所得到的还原产物苯基烷基甲醇均具有不同程度的光学活性, 其中苯基乙基甲酮在β-DG胶束中的还原可达到98%e.e.的立体选择性. 根据高疏水性受物不能被还原以及在阴离子胶束(Sβ-DGU)中受物难以还原的实验结果. 得出还原反应在靠近胶束极性头基层的内侧进行, 并提出了二分子糖苷与BH4^-形成的分子间负氢离子配合物是不对称还原得以产生的关键. 上述推论被加入适量的非手性阳离子表面活性剂(CTAB)与β-DG所形成的混合胶束可充分抑制还原反应的立体选择性这一实验事实所证实.     

单分子荧光成像研究凝血酶核酸适体的折叠

通过对固定在表面的TMR标记凝血酶核酸适体进行单分子荧光成像, 在单分子水平上研究了凝血酶核酸适体的折叠. 在有K+存在的条件下, 核酸适体分子与K+结合后发生折叠, 形成G四分体结构, 使得TMR靠近富含鸟嘌呤的G四分体, 并与鸟嘌呤发生电子转移, 从而导致TMR荧光强度降低. 根据TMR的单分子荧光强度观察到不同K+浓度下核酸适体在折叠和无规卷曲两种状态下的分布. 结果表明, 可利用电子转移引起的荧光强度变化在单分子水平上研究核酸适体构象变化, 这一新方法的建立是对常用的单分子荧光共振能量转移(FRET)法的重要补充.     

LB膜技术对葡萄糖氧化酶分子构象的影响

利用π－Ａ曲线、布儒斯特角显微镜（ＢＡＭ）及ＣＤ光谱对葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）的甲醇溶液铺展在ＣｄＣｌ２水溶液和纯水表面上形成的单分子膜进行了研究，以了解ＧＯＤ分子的自组和折叠情况，发现甲醇或者ＣｄＣｌ２都能ＧＯＤ分子更加疏水，易形成单分子膜，铺展在ＣｄＣｌ２溶液上比铺展在纯水上更加能使ＧＯＤ的单分子膜排列紧密，在表面压较高时，能观察到形成了第二层膜，并且使ＧＯＤ分子的构象从β－折叠片向α－螺旋转变     

芘荧光探针法研究C60-胶束水溶液体系的微环境性质

首次运用芘荧光探针法考察了Ｃ６０－胶束水溶液体系的微环境性质,发现Ｃ６０的介入可以改变非离子表面活性剂所形成胶束的结构而破坏胶束的有序情,从而使胶束的体积变大。Ｃ６０能显著猝灭芘单分子的荧光,而几乎不会破坏芘单体与其激基二聚体的平衡,表明Ｃ６０主要是同芘单分子之间发生ＣＴ作用。同时Ｃ６０对芘单分子荧光的猝灭在有机体系中主要呈现静态猝灭而在胶束体系中则主要呈现动态猝灭。     

离子型表面活性剂自组装体系在化学中的应用

本文介绍了离子型表面活性剂在氧化物表面自组装体系的原理及特点，离子型表面活性剂分子从溶液中自发地吸附到氧化物表面形成单分子胶束、双分子胶束和混合胶束，该体系对许多疏水性有机化合物以及经螯合有机基团的金属离子具有很强的吸附富集作用，本文根据不同自组装体系的结构分类详述了它们在分析化学和环境化学中应用研究，并且展望了该技术的应用前景。     

β-转角肽的溶液构象

主要报导TEM-1β-内酰胺酶的天然蛋白类抑制剂BLIP中一段多肽B1的溶液构象研究 结果.在磷酸盐缓冲溶液中,通过圆二色光谱、傅立叶红外光谱和核磁共振谱研究了B1的二 级结构特征.实验结果表明,B1在溶液中形成了β-转角结构,为在溶液中单独研究β-转 角结构形成与稳定性提供了良好的模板.β-转角在溶液中可以独立存在,表明β-转角在 蛋白质折叠过程中可能具有重要作用.     

复合胶束辅助蛋白酶复性的研究

提出了一种使用复合胶束模拟分子伴侣来辅助蛋白质折叠的方法.制备了3种由不同比例的嵌段共聚物聚乳酸-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PLA-b-PNIPAM)与聚乳酸-b-聚乙二醇(PLA-b-PEG)组成的温敏性的复合胶束(mixed-shell polymeric micelles,MSPMs),通过动态光散射考察了复合胶束在37℃以及在变性剂存在下的稳定性.以碳酸酐酶(CAB)和脂肪酶(Lipase)作为模型蛋白,研究了MSPM辅助蛋白质折叠的能力.结果表明,在高浓度变性剂存在下,PNIPAM仍具有温敏性,并且摩尔比为1∶1的PLA-b-PNIPAM和PLA-b-PEG制备的MSPM具有非常好的稳定性.不同比例的MSPM对于CAB和Lipase都具有辅助复性效果,远远高于没有MSPM时的自发复性.其中,摩尔比为1∶1的MSPM使CAB的复性率高达92.1%,Lipase的复性率也达到50%.     

基于“分子胶”的新型两亲性嵌段共聚物β-CD-PLA的合成及其胶束化

以二重氢键为引导,二硫键连接疏水性聚乳酸(PLA)和亲水性β-环糊精(β-CD)合成了嵌段共聚物β-CD-PLA。采用1 H-NMR和GPC对嵌段共聚物β-CD-PLA的结构进行了表征,以芘作为荧光分子探针对嵌段共聚物β-CD-PLA自组装胶束的性质进行了表征,采用动态光散射纳米粒度仪(DLS)对自组装胶束的粒径进行了测试。结果表明:在二重氢键的引导作用力和碘的氧化作用下,中间体脱去保护基形成双二硫键,形成目标嵌段共聚物β-CD-PLA,该嵌段共聚物能够在水中自组装形成纳米胶束,临界胶束浓度(CMC)为0.089mg/mL,在稀溶液中具有良好的稳定性,自组装形成空白胶束的粒径为31nm,阿霉素盐酸盐(DOX)载药胶束的粒径为42nm。     

温度/氧化还原双响应超分子胶束的制备及释药性能研究

以溴酰化β-环糊精(β-CD-Br)为引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了以β-CD为核的温敏星形聚N-异丙基丙烯酰胺(β-CD-PNIPAM)。以具有氧化还原性质的二茂铁-聚乙二醇(Fc-m PEG)为客体分子,通过环糊精和二茂铁的主-客体识别作用自组装得到温度/氧化还原双响应超分子复合胶束(β-CD-PNIPAM/Fc-mPEG)。结果表明,超分子复合胶束具有规则的球形结构,直径约为100nm左右,具有可逆的温度和氧化还原刺激响应性。当升高温度至胶束的LCST以上且加入不同浓度的H2O2时,胶束结构破坏,实现药物的可控释放。这种具有良好温度和氧化还原双响应特性的超分子胶束是抗癌药物的良好载体。     

光学单分子方法探测蛋白质的功能

过去20年中, 光学单分子探测的方法已经发展成为许多领域、特别是生物学领域研究的强有力工具. 单分子探测不仅能够给出物理量的平均值, 还可以给出有关分布的信息, 也能对一个分子的轨迹进行追踪. 这些独特的性质使单分子探测不仅仅在平衡体系, 如蛋白折叠、酶反应动力学、膜表面动力学等研究中发挥作用, 而且对非平衡体系的探测更具有其它方法无法比拟的优势, 同时单分子探测在生物活体中追踪分子时也有关键作用.     

季胺盐型表面活性剂与镁试剂Ⅰ显色反应的研究及其分析应用

本文研究了季胺盐型表面活性剂CPB、CTMAB以单分子及胶束形式与镁试剂I的显色反应.认为单分子或胶束与镁试剂I反应均为离子缔合机理,缔合比均为2:1,且造成镁试剂I的吸收光谱相同波数的红移,但形成胶束后(?)和镁试剂I的K_(?)(?)增加的更大.应用该显色体系测定了CPB、CTMAB的临界胶束浓度,探讨了微量CPB、CTMAB测定的可能性.