傅里叶变换红外光谱与圆二色光谱表征磷脂酶D二级结构的比较

报道了傅里叶变换红外光谱与圆二色光谱光学信息表征蛋白质二级结构的比较,研究表明傅里叶变换红外光谱与圆二色光谱光学信息表征蛋白质二级结构时,要注意缓冲体系的选择,磷酸盐缓冲液比醋酸盐缓冲液更适合使用,利用FTIR与CD光谱信息表征蛋白质二级结构,两者的数据吻合较好。     

脂肪酶结构与功能关系的FT-IR研究

我们利用FTIR研究了脂肪酶在不同的冻干时间条件下二级结构的变化。研究了酶分子发挥摧化功能起重要作用的体系微环境对脂肪酶分子的二级结构的影响。结果表明,在最适催化温度范围内,酶分子的二级结构的确与其它温度下存在显著的不同。不同pH条件下,酶催化脂交换的活力相差较大,而酶分子的二级结构也确有明显的变化     

分子吸收光谱在生物大分子研究中的应用

综述了近年来分子吸收光谱法在生物大分子结构研究中的应用,重点介绍了利用分子吸收光谱法研究蛋白质、核酸结构及其与小分子的相互作用。分子吸收光谱法因其简便、快速的特点而广泛应用于生物大分子结构的测定。紫外光谱法常用于从分子水平上研究小分子如抗癌药物与核酸作用的机理,并应用于小分子作为光谱探针测定蛋白质、核酸构象的变化。傅里叶变换红外光谱法主要应用于蛋白质二级结构的测定,运用傅里叶自卷积将重叠的酰胺带进行处理,获取蛋白质二级结构的含量信息,从而使傅里叶变换红外光谱法成为揭示蛋白质构象变化的重要工具。     

应用FTIR法研究磷脂酶A2改性蛋黄粉乳化性的构效关系

乳化性能是磷脂酶A2改性蛋黄粉的重要指标.将磷脂酶A2改性蛋黄液分别在150,170及190℃条件下喷雾干燥制成蛋黄粉,运用FTIR技术并结合去卷积、二阶导数、曲线拟合方法对蛋白质二级结构进行分析.结果表明,随喷雾干燥温度的升高,蛋黄粉的乳化性能及α-螺旋含量均呈现先升高后下降的趋势,蛋黄粉乳化液的热稳定性不受喷雾干燥温度的影响,但二级结构会呈现出从α-螺旋向β-折叠转变的趋势,而代表蛋白质分子内部紧密程度的β+α结构总含量相对稳定.     

拉曼光谱法研究不同环境温度下脉冲电场对胰岛素二级结构影响及理论模型分析

近年来,弱电磁辐射生物效应已受到人们的普遍关注.前期研究发现脉冲电场与环境温度对胰岛素分子的构象产生协同效应.因此,文章首先应用拉曼光谱法研究了不同环境温度下脉冲电场对胰岛素分子二级结构的影响,得到胰岛素分子α螺旋结构含量的变化;并运用蛋白质螺旋-线团结构转变模型对实验结果进行定量分析,得到的理论模型可以较好地刻画不同环境温度下,脉冲电场对胰岛素分子α螺旋结构含量的影响.脉冲电场的作用及热力学环境的改变,使蛋白质螺旋结构向无规线团结构发生转变,可以解释脉冲电场作用下,胰岛素分子α螺旋结构含量随环境温度升高而下降的原因.研究结果为进一步研究弱电磁辐射对生物大分子二级结构的非热效应机理提供了一定的实验依据及理论参考.     

脉冲微波辐照影响心肌细胞膜蛋白构象及其机制的研究

应用显微傅里叶变换红外光谱技术研究了脉冲微波辐照对心肌细胞膜蛋白质构象、功能的影响和相关分子机制。结果表明,辐照可对心肌细胞的细胞膜蛋白质结构产生明显影响。细胞膜脂质中—CH₂—、磷脂结构中CO、蛋白质酰胺Ⅰ,Ⅱ带的伸缩振动峰消失或位移。辐照后心肌细胞膜蛋白质二级结构也出现明显变化,α-螺旋和β-折叠结构减少,二级结构无序化程度增加。上述变化均与辐照剂量呈正相关。结果提示受脉冲微波辐照后,心肌细胞膜蛋白构象的完整性受损,膜稳定性及流动性下降,膜上多种生物活性结构被破坏,上述变化构成了细胞膜功能丧失、细胞形态和结构损伤、细胞凋亡等病理学效应的生物化学基础。文章首次从蛋白质构象角度阐述了微波辐照对心肌细胞膜损伤的分子病理机制。     

FTIR用于变性蛋白质二级结构的研究进展

蛋白质是最重要的生命物质之一,有关蛋白质的各类研究也是人们比较感兴趣的课题。蛋白质的二级结构在维持蛋白质生理活性过程中发挥着重要的作用。随着科技的发展和研究方法的改进,对变性蛋白质微观结构的研究也越来越深入。近年来,国内外学者利用各种物理和化学方法对其作了大量的工作,而傅里叶红外光谱法(FTIR)以其独特的优越性,在研究蛋白质二级结构中发挥着不可替代的作用。文章就这方面的研究进行了初步概述,重点介绍了变性蛋白质二级结构的红外光谱学研究内容、谱学特点及其分析方法的研究进展。     

应用FTIR研究超声对牛血清白蛋白二级结构的影响

应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合荧光光谱研究了牛血清白蛋白(BSA)在超声作用下的结构变化。荧光光谱表明,超声作用使BSA溶液荧光光谱最大发射峰发生了蓝移,表明超声改变了BSA中色氨酸(Trp)残基环境;荧光强度的降低表明超声改变了蛋白质分子的构象,具有荧光猝灭效应。采用对BSA红外光谱酰胺Ⅰ带进行曲线拟合的方法,定量分析了不同超声功率、时间对BSA二级结构的影响,发现超声作用对BSA中的α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲的相对含量有不同程度的影响;超声作用具有使BSA的二级结构由α-螺旋向β-折叠、β-转角转化的趋势,而无规则卷曲含量则基本不受超声影响而保持相对稳定。     

傅里叶红外结合拉曼分析卡拉胶寡糖对南美白对虾蛋白结构影响

为深入研究卡拉胶寡糖对反复冻融南美白对虾样品品质与蛋白变化影响,采用傅里叶变换中红外（Fourier transform infrared, FTIR）互补结合激光显微拉曼（micro Raman）光谱技术,以不同预处理方式（无菌蒸馏水、三聚磷酸盐溶液与卡拉胶寡糖溶液）下反复冻融南美白对虾肌原纤维蛋白为研究对象,深入研究了卡拉胶寡糖预处理对不同冻融阶段南美白对虾肌肉品质和蛋白的影响机制。分别对三种预处理方式下经0,2,4和6次冻融循环后的南美白对虾肌原纤维蛋白进行FTIR和拉曼光谱分析。FTIR和拉曼一阶谱图中各特征峰强度变化谱图可得出,随冻融次数增加,南美白对虾肌肉的蛋白损失和结构破坏明显加剧。样品肌肉蛋白二级结构的主链构象主要由酰胺Ⅰ带（1 600~1 700 cm-1）表征,FTIR分析显示新鲜虾肉蛋白二级结构以β-转角为主,其次为β-折叠,其弥补了拉曼光谱对β-折叠和β-转角的不敏感。FTIR与拉曼光谱酰胺Ⅰ带高斯拟合后谱图可定性定量显示冻融过程中样品的蛋白二级结构变化主要是α-螺旋结构的减少与无规卷曲结构的增加,而卡拉胶寡糖预处理能明显抑制冻融过程中α-螺旋结构的损失。FTIR对蛋白表面氨基酸变化不敏感,拉曼光谱则可互补显示样品蛋白侧链的构象变化。其表征酪氨酸残基的谱带出现在850和830 cm-1,峰强比表征了样品中酪氨酸的暴露程度在冻融期间呈增长趋势;脂肪族侧链氨基酸残基的C-H弯曲与伸缩振动分别在1 440~1 465和2 800~3 100 cm-1区间,1 448和2 935 cm-1处峰强变化表征了样品侧链氨基酸的疏水相互作用在冻融过程中逐渐增强。拉曼光谱中蛋白侧链的特征谱带变化表明冻融过程使虾肉蛋白中分子内、分子间氢键断裂和侧链酪氨酸、脂肪族氨基酸残基暴露,而卡拉胶寡糖处理后明显延缓了该变化。因此,卡拉胶寡糖可延缓反复冻融虾肉蛋白中氢键断裂、侧链疏水基暴露,进一步稳定蛋白二级结构,维持其蛋白功能特性,从而起到对反复冻融南美白对虾肌肉品质的保护作用。同时,本研究将FTIR与拉曼光谱技术结合应用在卡拉胶寡糖对冻融南美白对虾肌肉品质保护机制研究上,发现FTIR在南美白对虾蛋白二级结构的表征上更敏感,拉曼光谱则能为样品蛋白侧链构象变化提供参考,二者结合可通过提供互补信息,更好表征样品经处理后蛋白的结构变化。     

Molecular Dynamics Simulation on Stability of Insulin on Graphene

通过分子动力学模拟研究了胰岛素与不同尺寸石墨烯的相互作用,并比较了固定的石墨烯与不固定的石墨烯对蛋白质吸附行为及动力学的影响. 通过分析胰岛素蛋白在吸附过程中构象与取向的变化和吸附过程的动力学行为证实了石墨烯对胰岛素蛋白的有效吸附. 通过对蛋白质结构的分析发现蛋白质的三级结构在所有的体系中均有不同程度的破坏,而蛋白质二级结构的稳定性则与体系有关,其中非固定的石墨烯因其具有较大柔性而表现出对蛋白质二级结构的破坏具有一定选择性. 同时还发现石墨烯的尺寸对于胰岛素的吸附动力学过程也有较大影响.     

Chemical and Structural Properties of Drug–protein Nanocomposites Prepared by Pulsed Laser Deposition from Conjugated Targets

Nanostructured indomethacin (IM) – bovine serum albumin (BSA) composite particulates below 50 nm were obtained by pulsed laser deposition (PLD) with 1064 nm IR beam. IM and BSA powders were coground for up to 210 min to prepare conjugated targets for PLD with varying structural states. The ablation threshold was determined to be around 1.8 J/cm², from in situ monitoring of the deposited amount by a QCM sensor. The crystallinity of IM was preserved after PLD at 5 J/cm² and decreased with increasing the laser fluence. The non-crystalline state of IM in the target after prolonged cogrinding with BSA, was also preserved in the deposited film. FT-IR absorption bands due to amide I of BSA became sharper while preserving the peak top position after cogrinding with IM. Conversely, we observed broadening of the amide I bands by PLD. Preservation and change in the chemical and structural states of the conjugates after PLD is discussed in terms of the secondary structure of BSA and crystallinity of IM.     

氧压对飞秒激光沉积ZnO/Si(100)薄膜光学性能的影响

利用飞秒脉冲激光沉积法在n-Si（100）单晶衬底上制备了ZnO薄膜, 分析了衬底温度、激光能量、氧压及退火处理对薄膜结构和光学性能的影响. X射线衍射结果表明, 当激光能量为15?mJ、氧压为10?mPa时, 80?℃生长的薄膜取向性最好. 场扫描电子显微镜结果显示薄膜的晶粒尺寸随激光能量的增加而减小、随衬底温度的升高而增大且退火后明显变大. 紫外-可见透射光谱显示薄膜具有90%以上的可见光透过率.光致发光谱表明当氧压为10 mPa时,除了ZnO的紫外本征峰外, 还有一波长为410 nm的强紫光峰, 当氧压增至20 mPa以上, 所有缺陷峰均消失, 只有376 nm处的紫外本征峰. 与纳秒激光法所制备的薄膜特性进行了比较, 结果表明, 虽然纳秒激光沉积所制备的薄膜具有更高的c轴取向度, 但飞秒激光沉积制备的薄膜具有更好的发光性能. 关键词： 氧化锌 飞秒脉冲激光沉积 透过率 光致发光     

Pulsed laser thin film growth of di-octyl substituted polyfluorene and its co-polymers

Matrix-assisted pulsed laser deposition (PLD) allows a controlled layer-by-layer growth of polymer films. Di-octyl substituted polyfluorene (PF8) and its copolymers were deposited as thin films using matrix-assisted PLD by employing a KrF excimer laser with a fluence of 125 mJ/pulses. The optical and structural properties of these films are compared with spincoated films via Raman spectroscopy, absorption and photoluminescence. The Raman spectra of both PLD and spincoated films are similar indicating that the polymer films deposited via PLD maintain their molecular structure. Both the spincoated and the PLD grown PF8 films that were cast from toluene show the presence of the β phase. Benzothiadiazole substituted PF8 (F8BT) and butyl phenyl-substituted PF8 (PFB) PLD grown films show a slightly broader emission compared to the spincoated films, which is attributed to an enhanced intermolecular interaction in the PLD grown thin films.     

蜂王浆不同贮存条件下蛋白质二级结构的Fourier变换红外光谱研究

蜂王浆的质量与贮存时间和温度相关。测定了在不同温度下经过不同时间贮存后的蜂王浆Fourier变换红外光谱,应用去卷积和曲线拟合方法对蜂王浆的酰胺Ⅰ带进行分析,以期得到其蛋白质二级结构的组成。结果表明：这些蜂王浆之间存在明显而有规律的光谱差异,蛋白质二级结构的组成之间也存在显著差异。随着贮存时间增加和温度升高,蜂王浆蛋白质二级结构的α-螺旋和β-折叠分别显著减少和增加,β-转角也有增加的趋势,其变化幅度为28 ℃＞16 ℃＞4 ℃＞-18 ℃。这些结果与蜂王浆应该低温保存的理论相符。FTIR红外光谱结合去卷积、二阶导数和曲线拟合方法是评价蜂王浆品质和新鲜度的一种有效方法。     

Effects of high-intensity ultrasound on the structural,optical, mechanical and physicochemical properties of pea protein isolate-based edible film

Pea protein is a promising alternative to animal-based protein and the interest in its application in food industry has been rapidly growing. In this study, pea protein isolates (PPI) were used to form protein-based edible films and the effect of ultrasound treatment on the structure of PPI and the structural, optical, mechanical and physicochemical properties of PPI-films were investigated. Ultrasound induced unfolding of PPI and exposed interior hydrophobic groups to protein surface while both PPI dissociation and formation of large aggregates were observed, as confirmed by measuring intrinsic emission fluorescence, surface hydrophobicity, surface charge, and particle size distribution and polydispersity index, respectively. FE-SEM showed that ultrasound decreased the cracks and protein aggregates at the surface of PPI-film. The film structure was also investigated by FTIR, which showed peak shift in amide I and II region and noticeable difference of protein secondary structure as affected by ultrasound. As a result of such structural changes caused by ultrasound, the properties of PPI-films were improved. Results showed that ultrasound greatly improved the film transparency, significantly increased film tensile strength but not elongation at break, and decreased moisture content and water vapor permeability of the film. This study provided structural data as evidence for utilizing ultrasound technique to develop PPI-films with improved optical, mechanical and water barrier properties.     

Photo- and thermally induced interdiffusion in Se/As2S3 nanomultilayers prepared by pulsed laser deposition and thermal evaporation

The effects of light- and thermally stimulated interdiffusion in Se/As2S3 nanomultilayers (NML) with modulation period of 6–9 nm fabricated by pulsed laser deposition (PLD) and by the method of cyclic thermal evaporation (CTE) of the Se and As2S3 components were investigated by means of direct low-angle X-ray diffraction (LAXRD) measurements and by indirect methods of optical measurements. More pronounced nano-granular structure is characteristic for PLD samples but at the same time the interfaces are essentially sharpened, the periodicity and the initial blue-shift of the optical absorption edge are better in comparison with CTE samples. Somewhat less efficient interdiffusion and changes of optical parameters i.e. amplitude-phase recording in PLD samples in comparison with CTE ones may be caused by different deposition conditions, ratio of sub-layer's thickness and their structure, eventually by changes in chemical composition.     

高质量立方相ZnMgO的制备与紫外受激发射特性研究

利用脉冲激光沉积（PLD）设备在蓝宝石衬底上制备了高质量Zn_1-xMg_xO单晶薄膜,并对其结构和光学特性进行了深入细致的研究。通过能量衍射谱（EDS）确认Zn_1-xMg_xO薄膜的Mg组分为45%。在Zn_0.55Mg_0.45O薄膜的X射线衍射谱（XRD）中观测到了明显的位于36.67°的衍射峰,对应的是（111）晶向的立方相ZnMgO。从透射光谱中可以看出,Zn_0.55Mg_0.45O具有陡峭的吸收边,没有发生相分离,在透射电镜图谱中也得到了证实。该ZnMgO薄膜还表现出了优异的光学特性,在Zn_0.55Mg_0.45O材料体系中实现了峰位位于310 nm的紫外光泵浦受激发射,其激光发射的阈值仅为22 kW/cm²。     

煤岩变质变形作用的谱学研究

为了探讨不同变质程度煤在不同变形机制和变形强度影响下的结构成分演化,该文对淮北煤田经历不同变质变形作用的构造煤样品进行了傅里叶变换红外光谱(FTIR)和激光Raman光谱的测试和分析.FTIR显示,变质和变形作用对大分子结构的降解和缩聚过程有着不同程度的影响;激光Raman光谱显示,变形作用导致大分子结构中次生结构缺陷的产生,变质作用对次生结构缺陷和芳族总量也有一定的影响.综合研究表明:韧性变形将应力作用转换成应变能,对降解和缩聚产生明显的影响,而脆性变形将应力作用转换成热能,促进降解的进行,对缩聚作用的影响较小.低变质阶段煤岩以降解作用为主,高变质阶段则以缩聚作用为主.在变质变形作用的影响下,脱落的小分子优先补充嵌入大分子结构的次生结构缺陷中或残留的芳环缩聚形成芳族结构,从而提高煤岩结构的稳定性,且韧性变形比脆性变形更容易导致次生结构缺陷的形成.     

脉冲激光沉积GaN薄膜的结构和光学特性研究

采用准分子脉冲激光,在Si(111)衬底上生长了带有AlN缓冲层的GaN薄膜, 利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和光致发光光谱(PL)等测试手段研究了不同沉积温度所生长的GaN薄膜结构特征和光学性能.研究表明:沉积温度影响GaN薄膜结构和光学性能,黄带发射峰主要与晶体缺陷有关.在400～700℃沉积范围内随着温度升高,GaN薄膜结构和光学性能提高.     

超高压引发胰蛋白构象变化与酶活性间的关系

采用超高压技术处理胰蛋白酶,改变其空间结构,研究酶空间结构变化与酶活力之间的关系。采用傅立叶红外光谱(FTIR)检测超高压处理后胰蛋白酶的二级结构变化;采用荧光光谱检测处理后胰蛋白酶的三级结构;酶活力的检测采用福林酚法。结果显示,与未处理的相比,在37 ℃,不同压力(100～600 MPa)条件处理20 min,对胰蛋白酶活力影响显著(p＜0.05)。其中,300 MPa处理,胰蛋白酶活力达到最大,较未处理的酶活提高了0.386倍。FTIR检测分析显示,300 MPa处理的胰蛋白酶,α-螺旋与β-转角的峰面积比值达到最大(2.749);内源性荧光光谱检测结果显示,当激发波长为295 nm,其荧光强度达到最高值(1 353);激发波长为280 nm,其荧光强度达到最高(4 262);外源性荧光光谱结果显示,当激发波长为228 nm,疏水氨基酸残基的荧光强度达到最高(2 022); 上述荧光强度的变化较0.1 MPa处理的胰蛋白酶均有显著差异(p＜0.05)。结论：超高压处理影响胰蛋白酶的空间结构及酶活性。其中,胰蛋白酶活性与α-螺旋和β-转角的峰面积的比值、色氨酸等疏水氨基酸及酪氨酸残基暴露程度有关。