利用光交联探针研究pH值调控的蛋白-蛋白相互作用

pH值是几乎影响到所有蛋白质分子表面电荷分布和相关结构变化的关键因素,许多蛋白质分子之间的相互作用也受到pH值的调控.近年来,基于非天然氨基酸的光交联探针被广泛应用于捕捉活细胞内的蛋白-蛋白相互作用.然而,由于环境pH值的改变往往导致蛋白质分子结构、带电性质的显著变化,因此现有的非天然氨基酸光交联探针难以实现在极端pH值条件下对相互作用的蛋白质分子的捕获和研究.本文将介绍本课题组新近发展的基于烷基双吖丙啶活性基团的非天然氨基酸光交联探针-DIZPK,通过这一探针,我们成功捕获到大肠杆菌中一种重要的酸性分子伴侣HdeA在膜间质内酸性胁迫过程中的作用对象.在捕获到的HdeA底物中,我们发现了两个膜间质中重要的分子伴侣蛋白：DegP和SurA.通过实验我们证明了在酸性胁迫条件下,DegP和SurA能够被HdeA保护不形成聚集体,并进而在随后的回复中性过程中能够协助HdeA对其他底物进行重折叠.这种不依赖于ATP的分子伴侣间协作模式可能起到了帮助肠道型细菌抵抗酸性胁迫的功能.基于上述实验结果,我们提出了一个＂分子伴侣协同作用＂的模型,用以阐释细菌利用抗酸性分子伴侣提高其在酸胁迫下逃逸的机理.推而广之,在原核和真核细胞中定点引入高可适性的非天然氨基酸光交联探针可广泛适用于在活体内探测众多的由pH值调控的蛋白-蛋白相互作用.     

3,8-二甲基-4'-甲氧基黄酮的合成及其与BSA的相互作用

合成了一种新化合物3,8-二甲基-4'-甲氧基黄酮(DMMOF),通过1H NMR、13C NMR、IR对其进行了表征.在模拟生理条件下,采用原子力显微镜(AFM)、荧光光谱及紫外光谱法研究了DMMOF与牛血清蛋白(BSA)的相互作用.结果表明:DMMOF与BSA粒径大小分别为2.747、2.284 nm,二者混合后为17.705nm; DMMOF对BSA有荧光猝灭作用,通过紫外吸收光谱及Stern-Volmer方程判断其猝灭过程主要为静态猝灭;根据双对数方程计算出不同温度下DMMOF与BSA的结合常数及其相应的结合位点数;由热力学参数方程计算出△H、△S和△G的值分别为-116.86kJ·mol-1、-279.55 J·mol-1·K-1、-32.14 kJ·mol-1,推断两者之间的作用力类型主要为范德华力和氢键;根据F(o)rster非辐射能量转移理论计算出DMMOF与BSA的结合距离为1.22 nm(306 K).同时运用同步荧光光谱研究了DMMOF对BSA构象的影响,结果表明DMMOF的加入并未引起BSA构象的改变,结合紫外吸收光谱推测DMMOF的A环与BSA的134位色氨酸残基及酪氨酸残基发生结合.     

白杨素磺酸盐与牛血清白蛋白的相互作用

合成了白杨素磺酸钠和白杨素磺酸钙两种白杨素磺酸盐衍生物,并分别采用荧光光谱法研究了它们与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。结果表明:两种白杨素磺酸盐对BSA有较强的荧光猝灭作用,根据Stern-Volmer方程得到的荧光猝灭常数,可判断由于与白杨素磺酸盐反应而导致BSA的荧光猝灭均属于静态猝灭。采用位点结合模型公式和Frster非辐射能量转移理论计算了结合常数、结合位点数、结合距离。从计算得到的热力学参数焓变ΔH和熵变ΔS,推断了白杨素磺酸钠与BSA之间的作用力为静电引力,而白杨素磺酸钙与BSA之间的作用力为氢键和范德华力。并应用同步荧光技术研究了白杨素磺酸盐对BSA构象的影响。     

荧光光谱法研究一种噻吩并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮衍生物与牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱法研究了在生理条件下,3-对氯苯基-2-(4-叔丁基苯氧基)-3’-氧环己烷并噻吩并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮(PTP)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验表明,PTP主要以静态猝灭方式使BSA荧光强度显著降低。计算了不同温度下二者的结合常数和结合位点数,并根据热力学参数确定了PTP与BSA之间的作用力主要为氢键或范德华力。根据Frster非辐射能量转移机理,测定了PTP与BSA相互结合时的作用距离,并用同步荧光技术讨论了其衍生物对BSA构象的影响。     

吡喃并[3,2-c]吡啶-5-酮衍生物与血清白蛋白相互作用的光谱和分子对接研究

通过荧光光谱和紫外-可见吸收光谱法,在模拟生理条件下,研究了吡喃并[3,2-c]吡啶-5-酮衍生物-2-氨基-7-甲基-3-氰基-4-(4-甲苯)-吡喃并[3,2-c]吡啶-5-酮(AMP)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。探讨了AMP对BSA的荧光猝灭过程的猝灭机理。不同温度下的Stern-Volmer曲线和紫外-可见吸收光谱表明:该衍生物主要以静态猝灭的方式使牛血清白蛋白的荧光猝灭。热力学参数表明两者之间的作用力类型主要为疏水作用力。用同步荧光技术考察了这一衍生物对牛血清白蛋白构象的影响。分子对接表明,该衍生物可能位于白蛋白的疏水腔IIA处。     

坦索罗辛与β-环糊精相互作用的光度法和分子模拟研究

在模拟生理条件下,采用光度法和分子模拟技术研究了坦索罗辛与β-环糊精(β-CD)的相互作用。由实验所得的热力学参数ΔH<0,ΔG<0,说明坦索罗辛与β-CD发生了一个放热、自发的结合过程;由ΔH<0且ΔS<0推断二者主要靠氢键和范德华力发生作用。采用分子模拟技术对其相互作用从分子水平上进行预测,其结果与实验结果基本一致。     

弱共价相互作用——不可忽略的分子间作用力

现有的化学教科书中将物质间的作用力分为化学键和分子间作用力。分子间作用力被描述为分子永久偶极和瞬间偶极引起的弱静电相互作用力。随着研究的深入,许多新的化学现象不能用现有的化学键和分子间作用力进行解释,而可以用原子轨道或分子轨道（用波函数描述）的弱重叠加以理解。文献中把这种既不同于普通化学键,又有别于教科书中所描述的分子间作用力的作用形式称为二级化学键,强调只在某些特别的物质中出现。本文通过对几种典型分子的结构和性质进行分析,认为二级化学键存在普遍性,可以看成是分子间的弱共价作用力,并认为这种弱共价作用是分子间作用力的重要组成部分。本文探讨了这种弱共价作用向化学键转化的可能性。     

南京大学固体微结构国家重点实验室诚招英才

南京大学固体微结构物理国家重点实验室始建于1984年,是国内首批建设、开放的国家重点实验室.实验室在国家相关部门组织的历次评估中均名列前茅,是国家凝聚态物理研究的重要基地之一.固体微结构物理国家重点实验室研究凝聚态物质中不同尺度层次,不同类型微结构组态、分布、相互作用及形成和转变规律,揭示它们与宏观物理性质间的内在联系,并将理论研究、