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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。 相似文献
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在生命体内有关电子转移的研究备受关注,其中蛋白质以及酶之间的电子转移研究已成为热点,目前有关光诱导血红素蛋白还原的详细机理尚不明确,电子转移也许是解释这一机理的有效途径。通过紫外-可见吸收光谱、稳态荧光光谱和圆二色等光谱系统地研究了体外近生理溶液环境中,不同的紫外定波长、pH、游离氨基酸、谷胱甘肽、咪唑对Cyt b5光照还原的影响,以阐明Cyt b5不能用传统提出的机制去解释的光还原机制。结果表明: 在近紫外区通过直接的光激发高铁细胞色素b5 (Cyt b5)可以使其被还原成亚铁Cyt b5,经过分析发现了Cyt b5被光还原的机制和促进条件。用280 nm单色光照射Cyt b5溶液,发现随着光照时间的延长,Cyt b5溶液紫外-可见光谱中Soret带由412 nm红移到421 nm,Q带556 nm处吸收峰逐渐增强。Cyt b5被光照后发生了类似化学还原剂作用的还原反应,同时发现了不同的光照波长、不同的pH、氨基酸种类以及各种其他配体等存在下对Cyt b5的还原程度影响不同。采用280 nm波长、在偏碱性条件下光照Cyt b5时还原程度最强;溶液中加入谷胱甘肽和咪唑能通过提供电子和氢供体途径促进Cyt b5的光照还原反应发生;溶液中游离Met的存在能以最大速率促进光照还原反应的发生。基于以上结果提出Cyt b5光还原的机理是从卟啉环到三价铁的电子转移,通过280 nm激发形成卟啉π阳离子基团和亚铁。采用稳态荧光光谱和圆二色谱对Cyt b5光照还原发生前后进行检测,发现光诱导蛋白发生还原后,Cyt b5主链结构逐渐伸展,二级结构发生了一定改变,α-螺旋含量逐渐降低,β-折叠含量逐渐升高,但是整个Cyt b5的二级结构仍以α-螺旋为主。该研究结果不仅对了解光对含血红素蛋白(酶)的结构和功能的影响有重要的理论和实践意义,而且对于生命体内的氧化还原反应和电子传递机制提供一定理论依据。 相似文献
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血红蛋白活性中心铁卟啉具有环状共轭结构,类似于叶绿素,可以吸收特定波长光,光会诱导铁卟啉发生氧化还原反应。研究中发现,紫外区波长光照射血红蛋白的氧化还原反应情况优于铁卟啉特征吸收波长(406 nm)光照射情况。无游离色氨酸(Trp)时,266 nm激光激发后高铁血红蛋白(metHb)、脱氧血红蛋白(deoxyHb)、氧合血红蛋白(HbO2)和碳氧血红蛋白(HbCO)均被激发至各自相应的激发态,其Soret带谱峰衰减至基态的时间大致相同;加入游离Trp后,激发态Trp会转移能量到铁卟啉,在直接和间接光能量双重作用叠加下,激发态铁卟啉衰减时间发生变化。metHb、deoxyHb、和HbCO衰减时间明显延长,但对HbO2影响相对较小。根据瞬态吸收光谱、动力学曲线和紫外-可见吸收光谱综合分析可知,在加入游离Trp前后,4种形态血红蛋白在被入射光激发后,铁卟啉均反应至具有(或近似具有)一空位的铁六配位平面卟啉结构状态。 相似文献
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采用密度泛函理论在B3LYP/6-31+G(d)水平上研究了4种金属Mg, Ni, Cu, Zn配位的自由卟啉(FBP)及氮混杂卟啉(NECP)的几何结构及分子轨道能级. 采用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了金属与2种卟啉配位后在气体条件下的电子吸收光谱, 包括激发能、 吸收波长、 跃迁组成和振子强度.计算结果表明, 与金属配位的FBP(M-FBP)具有D4h对称性, 分子轨道能级HOMO/HOMO-1和LUMO/LUMO+1因能级相近发生简并, HOMO-LUMO轨道能级差大约3.0 eV, 在Soret带出现较强吸收峰.由于C/N原子位置的改变, 非对称性结构的M-NECP前线轨道组成发生改变, 轨道能级差(HOMO-LUMO)减小至2.6 eV左右, 且能级发生分裂, Soret带出现多个电子吸收谱峰, Q带也出现吸收峰. 本文研究了水、 氯仿和苯3种不同极性溶剂对M-FBP和M-NECP的分子轨道及电子吸收光谱的影响, 结果表明, 随溶剂极性减弱金属配合物的电子吸收光谱发生红移, 并且吸收峰强度增强. 相似文献
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血红蛋白(hemoglobin,Hb)是具有环状共轭结构的呼吸蛋白,可以吸收特定波长的光,通过血红素辅基的结构变化,进而影响血红蛋白生物功能的表达。研究中发现,紫外区波长光照射血红蛋白能够引起其结构发生一定的变化,光照实验中加入游离半胱氨酸有助于高铁血红蛋白(methemoglobin,metHb)结构的稳定。266nm光照后高铁血红蛋白、去氧血红蛋白(deoxyhemoglobin,deoxyHb)、氧合血红蛋白(oxyhemoglobin,HbO2)和碳氧血红蛋白(carboxyhemoglobin,HbCO)均被激发至各自相应激发态,其Soret带谱峰衰减至基态的时间大致相同;加入游离半胱氨酸后,半胱氨酸与各激发态铁卟啉发生电子传递,在直接和间接地进行了电子传递后,激发态铁卟啉衰减时间发生变化,metHb、HbO2和HbCO衰减时间明显延长,但deoxyHb变化相对较小。对瞬态吸收光谱、动力学曲线和紫外-可见吸收光谱综合分析可知,4种形态血红蛋白被光激发至各自激发态后,铁卟啉均反应形成具有一空位的六配位平面结构状态。 相似文献
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