多羧基小分子化合物诱导阳离子囊泡聚集的研究

研究了由阳离子型肽脂质溴化N,N-二-十六烷基-Na-6-三甲胺基己酰基-L-丙氨酰胺(N+C5Ala2C16)形成的阳离子囊泡,在加入含羧基小分子化合物后形成的聚集。考察了乙二胺四乙酸(EDTA)加入到囊泡中后吸光值随时间的变化。结果表明:当EDTA增加到一定浓度时可以引起由阳离子囊泡的聚集;在加入Ca2+后,阳离子囊泡聚集体得到分散;借助电子显微镜观察到了囊泡的聚集和分散。超滤后,用高效液相色谱法确定了囊泡结合的EDTA量。考察了不同pH条件下EDTA对囊泡聚集的影响,当EDTA等含多羧基小分子化合物羧基解离数为三个或以上时能够引起囊泡的聚集,而少于三个时囊泡不能发生聚集。     

革兰氏阴性细菌群体感应信号分子AHL结构类似物的合成及活性研究

基于组氨酸的结构基础,以82.7~85.2%的产率合成了4种N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)的结构类似物(His-7,His-8,His-10和His-12),经IR、1H NMR、13 C NMR和MS确认了产物的结构。将四种化合物与紫色色杆菌共培养考察其对革兰氏阴性细菌群体感应系统的影响。结果表明:His-7对紫色色杆菌群体感应系统具有增强信号的作用,能够显著促进菌体中脱氧紫色杆菌素(DVio)的表达。随着分子中脂肪链长度的增加,AHL结构类似物对DVio的表达表现了抑制作用。     

高效广谱复合光催化抗菌剂Ag-AgVO3/BiVO4的设计合成及抗菌机制

合成了一种具有树叶状形貌的Ag-AgVO₃/BiVO₄复合光催化抗菌剂, 并对其晶体结构、 形貌、 组成及光学性质等进行了表征. 研究结果表明, 以3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)的氧化反应为模型, Ag-AgVO₃/BiVO₄表现出优异的光响应类氧化酶活性. 光催化抗菌实验结果表明, Ag-AgVO₃/BiVO₄对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有良好的抗菌效果, 4 min内的抗菌效率可以达到99%以上. 采用多种实验方法系统研究了其抗菌机制: 活性物种捕获剂实验和细胞内活性氧荧光标记实验表明, 在可见光照射下, Ag-AgVO₃/BiVO₄所产生的电子与O₂反应生成的·O₂^?起主要作用; Live/Dead细胞的荧光实验、 扫描电子显微镜形貌观察实验以及处理前后细胞内外核酸和蛋白质含量的测定实验结果均证实了·O₂^?可以破坏细胞膜的完整性, 导致细胞内容物的破坏和流出, 从而造成细菌死亡. 另外, Ag-AgVO₃/BiVO₄对包括革兰氏阳性菌、 革兰氏阴性菌和真菌在内的9种致病菌均具有良好的抗菌效果, 说明其具有广谱抗菌性能.     

利用表面活性剂介导的方法制备AgrC蛋白脂质体

膜蛋白AgrC是金黄色葡萄球菌双组分信号转导系统的感受激酶. 其信号转导机制的阐明对于解决细菌耐药问题具有重要意义. 目前膜蛋白研究的主要瓶颈是难以获得大量高纯度和功能稳定的蛋白. 将目标蛋白表达在大肠杆菌体内,利用表面活性剂将其从细胞膜上溶解,纯化,这一系列步骤容易引起膜蛋白不稳定和功能损失. 本文报道了用表面活性剂介导的方法将膜蛋白AgrC镶嵌到脂质体上,即形成蛋白脂质体. 脂质体和蛋白脂质体的结构、形貌以及平均粒径分别用透射电镜和动态光散射仪表征. 蔗糖密度梯度离心的结果表明蛋白重构效率达80%. 硫醇试剂标记实验确定AgrC的细胞质域在脂质体中取向于内侧. 体外磷酸化实验表明AgrC蛋白在脂质体中的自我磷酸化活性远远高于表面活性剂中的活性,且其自我磷酸化活性在2周内几乎没有损失. 蛋白脂质体的构建不仅解决了膜蛋白的不稳定性问题,也为体外研究AgrC蛋白的结构、功能和信号转导机制提供了新的思路.     

氨基化磁性Fe3O4@Cu3(BTC)2材料的合成及其在Knoevenagel缩合中的催化性能

金属有机骨架材料具有大比表面积、高孔隙率、热稳定性好、规整且可调控的孔结构、易于功能化的骨架金属离子和有机配体等优点,是制备多相催化剂的重要材料之一.虽然减小金属有机骨架材料等多孔材料的粒径可以提高反应物的传质效率,从而提高其催化活性;但是,纳米尺寸催化剂的分离和回收困难.将磁性纳米粒子和金属有机骨架材料结合制备具有核-壳结构的磁性金属有机骨架材料是解决上述问题的有效方法.此类材料兼具磁性材料和金属有机骨架材料的双重优势,既可以磁性分离,又具有金属有机骨架材料的催化活性.而且,厚度可控的壳层材料表现出与纳米催化剂相当甚至更好的催化活性.我们采用逐层自组装方法制备了核-壳结构的磁性Fe3O4@Cu3(BTC)2复合材料,并对材料进行氨基化修饰,制备了基于金属有机骨架材料的磁性多相碱催化剂.采用粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附等方法对材料的组成和结构进行了表征,并考察了材料在Knoevenagel缩合反应中的催化性能.首先采用粉末XRD表征材料的晶体结构.在复合材料Fe3O4@Cu3(BTC)2的XRD谱中,同时出现了Fe3O4和Cu3(BTC)2的特征衍射峰.采用氨基配体修饰后,材料的XRD谱没有明显变化,说明修饰后的材料保持了Fe3O4@Cu3(BTC)2的晶体结构.透射电镜结果表明,包裹25次得到的磁性复合材料Fe3O4@Cu3(BTC)2是以Fe3O4为核心,以Cu3(BTC)2为壳的核-壳结构,壳层厚度大约为200 nm.氨基修饰后,材料的透射电镜图相对修饰前无明显变化.扫描电镜结果表明,合成的Fe3O4为球形结构,粒径为100-600 nm.采用Cu3(BTC)2进行包裹后,在Fe3O4表面生长了由Cu3(BTC)2纳米颗粒组成的壳层.采用氨基配体修饰后,材料的形貌无明显改变.进一步采用氮气吸附表征材料的孔结构并测定材料的比表面积和孔体积.结果表明,由于大比表面的Cu3(BTC)2的引入,复合材料Fe3O4@Cu3(BTC)2的比表面积增大为462 m2/g,孔体积为0.38 cm3/g.氨基修饰后,材料的比表面积和孔体积都有较大程度的降低,说明配体分子占据了壳层材料Cu3(BTC)2中的纳米孔道.采用苯甲醛和氰基乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应作为模型,考察了材料的催化活性.研究发现,Fe3O4对此反应几乎没有活性,Fe3O4@Cu3(BTC)2给出了中等的催化活性.在材料上引入氨基后,由于氨基和Cu3(BTC)2上的Lewis酸性位点的协同效应,在很大程度了提高了材料的催化活性.溶剂效应实验结果表明,反应溶剂对材料的活性和选择性具有较大影响,极性或质子性溶剂有利于反应的进行.多相催化剂的循环稳定性是其重要评价指标之一.热过滤实验结果表明,滤液中无催化活性,反应中的催化活性来源于固体材料,此催化反应为多相催化.随后考察了材料的循环稳定性.虽然氨基化Fe3O4@Cu3(BTC)2材料在溶剂DMSO中表现出最高的催化活性,但XRD和电镜表征结果表明,材料在DMSO中结构遭到破坏,因此循环过程中催化剂的活性损失严重.然后考察了氨基化材料在乙醇中的循环稳定性,发现材料在乙醇中表现出较好的循环稳定性.通过简单磁性分离进行催化剂的分离和回收,催化剂循环使用3次而没有明显的活力损失.而且,XRD和电镜表征结果显示,催化剂的结构在反应过程中没有遭到明显破坏.     

肽受体跨膜镶嵌的人工细胞膜的构建: 细菌组氨酸蛋白激酶跨膜区多肽在合成肽脂囊泡上的镶嵌

选择agr I型金黄色葡萄球菌ATCC 6538组氨酸蛋白激酶AgrC蛋白六个跨膜区中与跨膜信号转导过程最密切的一条肽链为受体, 将此多肽采用超声法镶嵌到人工细胞膜上, 采用透射电镜和原子力显微镜对其形态进行了分析, 发现大部分囊泡及镶嵌体系的单个形态为均一球状, 直径大小在50～200 nm范围内. 考察悬浮液pH、体系温度及浓度等因素对其稳定性的影响, 发现在pH为7.0, 温度不超过30 ℃, 多肽和N^＋C₅Ala2C₁₆的物质的量之比为1∶100时, 镶嵌体系的稳定性最强. 同时, 通过圆二色谱、差示扫描量热分析等手段对镶嵌模型进行表征, 分析发现多肽分子能稳定地插入双层膜囊泡中, 且能主动地插入形成镶嵌体系.     

基于磁性金属有机骨架材料的多功能催化剂Fe_3O_4@IRMOF-3/Pd的制备及催化性能

采用逐层自组装方法制备了磁性Fe_3O_4@IRMOF-3复合材料,通过浸渍法将Pd纳米粒子负载到Fe3O4@IRMOF-3上,得到多功能催化剂Fe3O4@IRMOF-3/Pd.用粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及原子吸收(AAS)等方法对材料的组成和结构进行了表征,并考察了催化剂在Knoevenagel缩合反应、Suzuki偶联反应和烯烃催化加氢反应中的催化性能.结果表明,磁性Fe3O4@IRMOF-3/Pd催化剂在Knoevenagel缩合反应和Suzuki偶联反应中均表现出较好的催化活性和一定的循环稳定性.在烯烃的催化加氢反应中,催化剂可以高效催化多种烯烃的加氢反应,并表现出对底物的尺寸选择性.在苯乙烯的催化加氢反应中,催化剂循环使用9次,转化率依然大于99%,并且催化剂结构没有明显变化.     

磷酰化组氨酸特异性抗体的制备与应用

以4-碘吡唑和亚磷酸二乙酯为初始原料, 经3步反应合成了新型的磷酰化组氨酸结构类似物, 并以其为半抗原制备了磷酰化组氨酸特异性抗体(Anti-pHis). 采用酶联免疫吸附(ELISA)、 斑点印迹(Dot blot)和免疫印迹(Western blot)实验等方法对Anti-pHis的特异性进行了检测. 结果表明, Anti-pHis对组氨酸磷酰化蛋白表现出优异的亲和力和选择性识别能力, 并可应用于微生物细胞裂解液中组氨酸磷酰化蛋白的检测.     

不同电性脂质体对金黄色葡萄球菌组氨酸激酶AgrC跨膜镶嵌效率的影响

通过改变脂质体中磷脂成分, 构建了不同电性的脂质体. 利用表面活性剂介导方法, 将截短的金黄色葡萄球菌细胞膜上的组氨酸激酶AgrC(AgrC_TM6-7C)蛋白重构到不同电性的脂质体上. 结果表明, 阴离子脂质体对AgrC_TM6-7C蛋白的镶嵌效率明显高于阳离子脂质体, 约60%~70%镶嵌至阴离子脂质体中的AgrC_TM6-7C蛋白的细胞质域朝向脂质体囊泡的外部, 并保持较高活性. 利用圆二色光谱比较了AgrC_TM6-7C蛋白在表面活性剂胶束和脂质体中的二级结构稳定性, 发现阴离子脂质体对AgrC_TM6-7C蛋白的二级结构具有一定的保护作用, 可明显提高蛋白的热稳定性.     

核壳结构Fe3O4@UiO-66-NH2磁性纳米复合材料的合成及其催化Knoevenagel缩合反应性能

金属有机骨架(MOF)材料是由过渡金属离子与有机配体通过配位键连接构成的高度有序的超分子化合物.这类材料比表面积大,孔隙率高,热稳定性好,而且具有规整可调控的孔结构、易于功能化的骨架金属离子和有机配体,在多相催化领域具有潜在应用前景.将纳米尺寸的MOF材料等多孔材料作为催化剂,可以提高反应传质效率,从而提高催化反应活性,但纳米MOF催化剂的分离和回收困难.将磁性纳米粒子和MOF材料组装成核壳结构的磁性MOF材料,不仅可简化催化剂的分离回收,而且通过控制壳层材料的厚度可以实现催化剂的高活性和高选择性.我们曾将磁核Fe3O4纳米粒子交替放入含有一种MOF材料前体的DMF溶液中,采用层层组装法制备了磁性Fe3O4@UiO-66-NH2纳米复合材料.经过十步组装后的材料的透射电镜(TEM)结果证实为核壳结构.但未出现明显的UiO-66-NH2的X射线衍射(XRD)特征峰,说明壳层材料UiO-66-NH2的结晶度较低;同时由于其孔结构的破坏或堵塞,在反应中出现明显失活.本文进一步改进自组装方法制备了核壳结构的磁性Fe3O4@UiO-66-NH2纳米复合材料,用XRD、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、TEM、扫描电镜(SEM)和氮气吸附等方法对材料的组成和结构进行了表征,并考察了其在Knoevenagel缩合反应中的催化性能.结果表明,所制材料是以Fe3O4为核,以UiO-66-NH2为壳的核-壳结构材料.经三次组装后出现了一系列UiO-66-NH2的XRD特征峰,说明采用新方法制备的复合材料中壳层材料UiO-66-NH2结晶度高,晶体结构规整.N2吸附-脱附结果表明,材料具有较高的比表面积和孔容.该复合材料在Knoevenagel缩合反应中表现出与纳米UiO-66-NH2相当或更好的催化活性和选择性,而且因壳层材料的孔道限阈效应而对底物表现出尺寸选择性.由于材料结晶度和晶体结构规整度的提高,催化剂稳定性更好,通过简单磁性分离即可分离和回收催化剂,循环使用4次而未出现明显失活.相对于本课题组之前报道的Fe3O4@CuBTC-NH2,Fe3O4@IRMOF-3和Fe3O4@UiO-66-NH2材料,本文所制的Fe3O4@UiO-66-NH2是一类结构更加稳定的高效固体碱催化剂.