微胶囊形成过程中蛋白质二级结构变化的红外光谱分析

选用乳清蛋白、大豆分离蛋白分别与麦芽糊精共混作为微胶囊壁材,用红外光谱法研究这两种蛋白质在微胶囊形成前后的结构变化。结果表明：两种蛋白质分别与麦芽糊精共混,经过加热和喷雾干燥后,蛋白质的二级结构发生了改变,其中乳清蛋白二级结构α-螺旋含量降低1.90%,β-折叠含量增加0.89%,β-转角增加8.19%,无规卷曲减少7.18%。大豆分离蛋白二级结构α-螺旋含量降低1.64%,β-转角含量降低0.47%,β-折叠增加10.20%,无规卷曲减少了9.03%。同时,两种蛋白质的酰胺Ⅰ带均向低波数方向移动,说明在微胶囊壁结构形成过程中两种蛋白质与麦芽糊精之间发生了相互作用,形成的氢键作用力较强。利用扫描电镜观察分别用两种蛋白质作为壁材包埋大豆油脂微胶囊的表面微结构,发现使用α-螺旋含量高的乳清蛋白为壁材的微胶囊表面更光滑、完整。     

辛烯基琥珀酸酶解淀粉酯的性质和显微结构研究

采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、紫外可见光谱、激光纳米粒度仪和扫描电镜分析了自制的辛烯基琥珀酸酶解淀粉酯(EOSS)的性质和结构。轻度酶解淀粉经辛烯基琥珀酸接枝改性后,反应只引入辛烯基琥珀酸基团;酯化作用主要发生在无定形区,而对淀粉颗粒的晶型无影响;EOSS具有较高的透明度,且透明度随着取代度的增加而增大;EOSS制成的油脂乳状液粒度小,粒径大小分布均匀,具有较好的乳化性和乳化稳定性;以EOSS为壁材,采用喷雾干燥法制得的油脂微胶囊颗粒包埋效果良好。实验结果表明,制备的EOSS具有良好的性质和结构,可作乳化剂和微胶囊壁材。     

50 Hz脉冲电场作用下胰岛素构象变化的拉曼光谱分析

以激光拉曼光谱为手段,研究了经50 Hz脉冲电场作用后,胰岛素分子构象的变化。分析表明：经50 Hz低频脉冲电场作用后,胰岛素分子的共价键体系仍保持完好,但是分子的氢键体系发生了改变。主要表现在：α螺旋结构遭到破坏,α螺旋相对于β折叠的含量降低,致使酰胺Ⅰ带的峰向高波数方向移动。α螺旋结构的解聚使原本位于螺旋内部的振动暴露。三个二硫键的强度均减弱,且向短波方向稍有移动,也说明其周围的微环境发生了变化。另外,胰岛素二聚体之间的氢键遭破坏,导致相关拉曼峰的出现或者增强。     

乳腺癌组织中蛋白质与核酸分子氢键特征的研究

正常乳腺组织与乳腺癌组织的红外光谱之间存在明显而规律的差异,其中包括蛋白质与核酸等生物分子的氢键缔合方式和程度上的不同。光谱的变化主要表现在：（1）蛋白质的酰胺Ⅰ带,N－H基团和某些氨基酸残基上C－O（H）基团的振动谱带;（2）核酸分子中磷酸二酯的反对称伸缩振动谱带和配对的碱基N－H基团振动等谱带上。氢键是维系和促进蛋白质与核酸高级结构形成的重要作用力,癌变时氢键的变化与癌细胞的特殊生物学行为密切相关,因此有可能利用氢键的这些光谱特征作为乳腺癌诊断和预测癌变可能性的指标。     

三种肉桂酰胺衍生物的制备及其与人血清白蛋白的结合

基于临床上肉桂酰胺类药物的广泛应用及优异性能, 以间羟基肉桂酸为母体, 分别与不同氨基酸反应, 设计合成了3种未见报道的肉桂酰胺类衍生物, 并用MS、IR、¹H NMR、¹³C NMR进行结构表征.采用分子对接技术和荧光光谱法、同步荧光光谱法、紫外-可见光谱法共同研究了3种衍生物分别和人血清白蛋白(HSA)相结合的机理.AutoDock对接显示, 这3种衍生物结合在HSA亚结构域ⅡA(即site Ⅰ)的疏水腔内, 维系衍生物与HSA的主要作用力为氢键和范德华力, 同时还存在着疏水作用.光谱实验结果表明, 在体外生理条件下, 衍生物都与HSA形成复合物, 对HSA内源荧光产生静态猝灭, 且对其构象产生影响.根据不同温度下的热力学函数, 确定主要作用力均是氢键和范德华力.分子对接与实验获得了一致的结果.     

大豆硒蛋白构象的光谱法研究

采用荧光光谱、紫外光谱并结合红外光谱对比研究了大豆硒蛋白和大豆蛋白的结构区别,并用荧光相图法分析了脲诱导下两种蛋白的去折叠过程。考察了温度、pH值对大豆硒蛋白质构象的影响,同时对其乳化稳定性能进行了测定。结果表明,与大豆分离蛋白相比,大豆硒蛋白分子中的共价二硫键受到破坏,分子内氢键作用减弱,疏水相互作用增强,蛋白质分子发生伸展。大豆硒蛋白在溶液中只呈现“折叠”和“松散”两种状态,与大豆蛋白相比更容易被水解变性。升高温度,大豆硒蛋白溶液存在明显荧光热猝灭效应,疏水性逐渐增强,蛋白质分子趋于折叠。在pH值2.8～8.0的范围内,大豆硒蛋白的Trp残基主要分布于其分子外部的极性环境中,并随pH值变化在等电点两侧呈现不同的构象变化。在酸性环境中大豆硒蛋白较易发生从松散到折叠的构象转变,碱性条件则较有利于大豆硒蛋白以松散的结构存在。此外,基于紫外光谱数据分析了大豆硒蛋白乳化特性,结果表明降低温度有利于增强大豆硒蛋白的乳化性能,但使其稳定性能下降。     

2'-脱氧鸟苷在水溶液中激发态氢键动力学的密度泛函理论研究

用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了2'-脱氧鸟苷在水溶液中形成的一水和二水复合物在基态和激发态的氢键性质．计算了两种复合物的稳定构型、红外光谱、前沿分子轨道以及密里根电荷等光物理参数．结果表明,两种水合物的分子内氢键在光激发下变化不一致,分子间氢键变化相似．一水复合物的分子内氢键N3···H4-O2 在激发态是加强的,二水复合物的是减弱的．两种水合物的分子间氢键N2-H2···O3和O3-H5···O2及O3···H7-O4和H5···O1-C1在激发态全是减弱的．两种复合物红外光谱的计算结果与实验值一致．二水复合物中分子间氢键O4···H1-N1在激发态断裂,形成了新的分子间氢键O4···H3-N2,这种变化可能与鸟嘌呤部分的结构弯曲有关．最后分析了一水和二水复合物分子的分子内电子转移特性．     

温度对交联聚氨酯脲弹性体结构与性能的影响

采用“原位”变温ＦＴＩＲ研究了温度对交联聚氨酯脲结构的影响。结果表明：随着温度的升高,氢键化的ＮＨ振动的谱带面积逐渐变小、游离的ＮＨ振动的谱带面积逐渐增加;氢键化的ＮＨ基团的振动吸收位置由低波数逐渐移向高波数,游离的ＮＨ振动的吸收位置保护不变;所有羰基的振动吸收位置均向高波数移动;酰胺Ⅱ谱带及萃环中的大π键的变形振动则移向低波数。聚氨酯脲弹性体的力学性能决定于其;软段区的形态结构。     

绿色木霉纤维素酶分子内氢键特征的研究

运用能够揭示蛋白质分子基团振动特征的激光拉曼光谱分析技术,对绿色木霉纤维素酶中的CBHⅡ在固态以及两种pH值的液态中酶分子内的氢键状态进行了分析。结果表明相对于纤维素酶固体干粉,液态中酶分子酰胺Ⅰ羰基氧原子作为氢键质子受体的能力为上升;酰胺Ⅱ与酰胺Ⅰ的β结构特征峰变化倾向相似。在3种样品中,酶蛋白中Trp均为强氢键供体,从成键能力方面证实了以往同类酶空间分析的结果。固体与pH 6.0水溶液酶蛋白中酪氨酸酚羟基成键能力也是强的。根据游离巯基分析可以判断绿色木霉CBHⅡ的成熟肽CBD与瑞氏木霉CBHⅡ的CBD有相似的二硫键构成。     

1,3,5-三氮杂苯－水簇氢键结构性质

在B3LYP/6-31 G**和MP2/6-31 G**水平上对1,3,5-三氮杂苯-(H2O)n(n=2,3)复合物的基态氢键结构进行几何优化和性质计算,结果表明复合物之间存在较强的氢键相互作用,所有稳定复合物结构中形成一个N…H-O氢键并终止于弱O…H-C氢键的氢键水链构型最稳定.氢键的形成是水分子中H-O键振动频率减小(红移).NBO分析表明,最稳定的1:2和1:3复合物发生分子问电荷转移总量分另q为0.02501 e和0.02777 e.     

荧光光谱法和分子模拟技术研究考马斯亮蓝G-250与牛血清白蛋白的相互作用

采用多种光谱技术结合圆二色谱技术研究了考马斯亮蓝G-250(CBBG-250)相互作用于牛血清白蛋白(BSA),探究了两者之间的作用机理。荧光光谱结果表明BSA与CBBG-250结合形式是静态猝灭,随CBBG-250浓度增加,其形成常数随温度逐渐减小,结合比为1∶1,根据Stern-Volmer曲线计算焓变值(ΔH)和熵变值(ΔS)分别为-4.38kJ·mol~(-1)和-6.16J·mol~(-1)·K~(-1),均小于零,证明该过程是一个自发过程。傅里叶红外光谱测定结果表明CBBG-250的加入引起BSA结构的变化,随着CBBG-250溶液浓度的增加,BSA中色氨酸微环境极性被改变,在1 600~1 700cm~(-1)(酰胺带Ⅰ)和1 600~1 500cm~(-1)(酰胺带Ⅱ)处的特征吸收带蓝移。其中1 650cm~(-1)移动至1 710cm~(-1),1 544cm~(-1)移动到1 573cm~(-1),显示BSAα-螺旋(1 650~1 658cm~(-1))和β-折叠(1 620~1 640cm~(-1),1 675cm~(-1))结构发生变化,且α-螺旋含量比结合前有所降低。圆二色谱分析结果表明,两者间通过氢键和范德华力为主的作用力使得BSA二级结构发生变化,α-螺旋含量由42.15%下降至1.27%,该结果进一步被分子建模对接技术证明。     

采用FTIR技术研究高压处理对冻干大豆分离蛋白构象的影响

采用傅里叶转换红外光谱技术(FTIR)研究了高压(HP)处理对冷冻干燥的大豆分离蛋白(SPI)构象的影响。在SPI的去卷积FTIR光谱的酰胺Ⅰ′区域(1 600～1 700 cm-1),观察到12个与蛋白构象相关的红外吸收峰,分别对应于CO键伸缩振动与肽键的C—N伸缩振动。通过对该区域的峰强度与波数分析显示,压力为200～400 MPa的HP处理导致SPI在该区域的峰发生明显的“红移”(约2 cm-1),强度也显著增加。更高的HP处理进一步增强了SPI的酰胺Ⅰ′区域的峰强度。对酰胺Ⅱ峰分析显示,HP处理导致酰胺Ⅱ峰(如1 560～1 500 cm-1)的强度、面积逐渐增加(与压力呈正相关)。以上分析显示,HP处理导致SPI的二级与三级结构逐渐打开,然而变性蛋白的结构在高压释放后经历一个“重构过程”。     

Conjoint application of ultrasonication and redox pair mediated free radical method enhances the functional and bioactive properties of camel whey-quercetin conjugates

Ultrasonication, redox-pair generated free radical method and their combination (Ultrasonication/redox-pair method) was used for production of camel whey-quercetin conjugates. FTIR and SDS-PAGE confirmed successful production of whey-quercetin conjugates using ultrasonication and ultrasonication/redox-pair method. FTIR suggested existence of covalent (appearance of new peak at 3399 cm⁻¹) and non-covalent linkages (shifting of peak at 3271 cm⁻¹, 1655 cm⁻¹ (amide I), 1534 cm⁻¹ and 1422 cm⁻¹ (Amide II)) in the whey-quercetin conjugates. Moreover, SDS-PAGE of conjugates produced by ultrasonication as well redox-pair method indicated shifting of protein bands slightly towards high molecular weight due to increase in the mass of proteins due to the binding of polyphenols. All conjugates showed improved techno-functional and bioactive properties in comparison to whey proteins. Conjugates produced through ultrasonication showed smaller particle size, improved solubility, emulsifying and foaming properties while conjugates produced through ultrasonication/redox-pair method depicted superior antioxidant properties in comparison to whey. Furthermore, conjugated samples showed higher inhibition of enzymatic markers involved in diabetes and obesity with highest potential recorded in conjugates produced using ultrasonication. Therefore, ultrasonication can be successfully used individually as well as in combination with redox-pair for production of whey-quercetin conjugates with enhanced bioactive and techno-functional properties.     

糖尿病人血清的表面增强拉曼光谱

研究了糖尿病人和正常人血清的表面增强拉曼光谱。糖尿病人血清中蛋白质主链酰胺Ⅱ的C—N伸缩振动的谱线位移到1 585 cm-1,相对强度增加了14%,酰胺Ⅵ的谱线593 cm-1相对强度减少了33%。蛋白质侧链色氨酸吲哚环 “埋藏式”的谱线1 368 cm-1位移到“暴露式”的1 365 cm-1,且相对强度减少了59%;侧链C—S键的扭曲构象的谱线635 cm-1相对强度减少了15%,而反式构象的谱线725 cm-1增加了58%, 说明C—S键的扭曲构象部分转变为反式构象,表明糖尿病人血清中蛋白质的有序结构发生变化;类脂物特征峰1 449 cm-1相对强度增加了58%,与糖类有关的特征峰谱线1 331,1 099和740 cm-1相对强度分别增加了35%,100％和62%, 从而表明糖尿病人血清中与脂类和糖蛋白有关的物质含量增加。上述拉曼特征峰为糖尿病的诊断以及生化机理研究提供了有力的实验依据。     

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。     

鱼翅干制品品质的ATR-FTIR鉴别研究

采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法(ATR-FTIR)对64份鱼翅干制品(包括真鱼翅、仿鱼翅和素鱼翅)及明胶增重真鱼翅干制品进行快速无损检测鉴别。实验比较了上述四种样品的特征红外光谱图,结果显示,同一种样品的红外光谱具有较好的稳定性;四种鱼翅干制品的红外光谱图存在明显的差异,主要表现在蛋白质酰胺Ⅰ和Ⅱ峰(1 650, 1 544 cm-1)和多糖骨架(1 050 cm-1)等营养成分吸收峰的差异。真鱼翅样品由于蛋白质含量高、多糖组分含量较低,故其红外光谱图主要呈现强度较高的蛋白质特征吸收酰胺Ⅰ和 Ⅱ峰(1 650, 1 544 cm-1)与较弱的多糖骨架C—O—C伸缩振动峰(1 050 cm-1),前者峰面积和(A_pro)与后者峰面积和(A_pol)的比值(A_pro/A_pol)范围为5.58～25.38。仿鱼翅样品是由鲨鱼的边脚料、胶体及其他一些物质混合、压模而成的,其他添加物质导致减弱了蛋白质特征吸收酰胺Ⅰ和Ⅱ峰的强度,也使酰胺Ⅰ峰发生了约30 cm-1的蓝移,A_pro/A_pol范围为2.63～2.86。素鱼翅样品主要是由海藻酸钠等多糖类物质合成的,其红外光谱图上几乎不显示蛋白质的特征峰,而多糖的特征峰(～1 047 cm-1)表现明显,高于真鱼翅相应吸收峰的强度,A_pro/A_pol范围为0.60～0.72。真鱼翅样品涂覆明胶增重后,样品表面的红外光谱图显示蛋白质和多糖的特征峰均有所减弱,A_pro/A_pol值为1.16,而样品剖面的红外光谱图则与真鱼翅的谱图基本一致。可见,采用ATR-FTIR,利用样品间特征红外光谱图和A_pro/A_pol值的差异,可简便、快速、直观地实现鱼翅干制品品质的无损快速鉴别。     

牛血清白蛋白水溶液的激光喇曼谱

本文报道了用硝基苯萃取法获得的牛血清白蛋白水溶液的喇曼光谱.定性地证明了该蛋白质多肽链可能由α-螺旋和无规则卷曲组成,酪氨酸残基在肽链中呈全“暴露”式,硫-硫键部位的几何构型为反式-扭式-扭式.     

结直肠癌患者血清FTIR光谱的初步研究

对31例结直肠癌患者、8例肠炎患者和10例健康者的血清冻干粉标本进行傅里叶变换红外光谱(fourier transformation infrared spectrum, FTIR)检测,对比分析各组红外光谱特征。结果显示,FTIR检测血清冻干粉获得11个吸收峰,结直肠癌组P9峰位波数蓝移(1 249 cm-1),差异有统计学意义(Z=-2.051, p<0.05);5个吸光度比值组间差异无统计学意义;层序聚类分析法(hierarchical cluster analysis,HCA)显示结直肠癌个体红外光谱具有一定程度的聚类特性;对酰胺Ⅰ带光谱(1 700～1 600 cm-1)进行傅里叶解卷积等处理获得蛋白二级结构的百分含量,组间差异无统计学意义。研究结果初步提供了血清FTIR光谱用于结直肠癌早期诊断的理论依据。     

九种蔷薇科植物叶片的傅里叶红外光谱与亲缘关系分析

以蔷薇科三个亚科九种植物的叶为材料,利用傅里叶变换红外光谱法对九种植物进行亲缘关系分析和品种鉴定。叶中主要含有大量的碳水化合物、蛋白质、脂类、核酸等物质。糖类物质的峰主要在1 440～775 cm-1之间,1 440～1 337 cm-1为纤维素、木质素的振动峰,1 000～775 cm-1为核糖的伸缩振动。蛋白质的峰主要在1 620～1 235 cm-1之间,1 620 cm-1为蛋白质酰胺Ⅰ带的CO伸缩振动,1 523 cm-1为蛋白质酰胺Ⅱ带N—H和C—N吸收峰。脂类物质的峰主要出现在2 930～1 380 cm-1之间,2 922 cm-1为脂肪CH₂的伸缩振动,1 732 cm-1是脂肪酸CO的伸缩振动。核酸的标志峰出现在1 250～1 000 cm-1,1 068 cm-1是磷酸基团的对称伸缩振动,1 246 cm-1是磷酸基团的不对称伸缩振动。研究结果表明：FTIR光谱数据经平滑、标准化处理、二阶求导、主成分分析和系统聚类建立的聚类分析模型与传统分类结果相一致。杏、樱桃聚为一类(李亚科),翻白叶、月季、草莓聚为第二类(蔷薇亚科),火棘、苹果、枇杷、海棠聚为第三类(苹果亚科),亚科聚类正确率为100%,但属聚类的正确率仅为55.56%。利用该聚类模型进行物种鉴定正确率为100%。该项研究为植物的亲缘关系分析提供了新的思路与方法。