骨螺紫及其铜配合物与人血清白蛋白相互作用的光谱学研究

采用荧光光谱法、紫外光谱法和傅里叶红外光谱法(FTIR)研究了模拟生理条件下人血清白蛋白(HSA)与骨螺紫(Mx)及其铜配合物(Mx-Cu²⁺)的相互作用. 根据荧光猝灭数据, 二元体系与三元体系中的作用机制均为静态猝灭, 在Cu²⁺存在下, HSA与Mx之间的结合常数与结合位点数明显加大, 结合两个体系的紫外吸收光谱可知, 在三元体系中, Cu²⁺与Mx形成配合物后再与HSA发生作用; 根据Förster能量转移理论, 求得Mx及Mx-Cu²⁺与HSA上氨基酸残基间的距离分别为r=2.82 nm和r=2.53 nm, 三元体系能量转移效率E′大于二元体系E, 说明Cu²⁺在结合作用中可能起到了能量转移介质的作用; 对Δλ=60 nm时的同步荧光光谱的分析表明, 在Mx及Mx-Cu²⁺作用下, HSA色氨酸残基的微区构象发生了变化, 色氨酸残基所处环境的极性增加; 运用FTIR技术定量测定了HSA与Mx及Mx-Cu²⁺作用后二级结构的变化, 发现2个体系中HSA二级结构变化情况基本一致, α-螺旋结构明显减少约8%, β-折叠也减少约1%, 而β-转角和无规卷曲分别增加了约6%和4%. 说明对HSA二级结构造成影响的主要因素是Mx, 它与HSA的结合使蛋白质分子中的肽链部分展开, 二级结构从α-螺旋和β-折叠向β-转角和无规卷曲结构转变, 分子结构的松散程度增加.     

红外光谱酰胺Ⅲ带用于蛋白质二级结构的测定研究

用甲醇对BSA和RaseA等蛋白质进行变性处理,结合蛋白质酰胺带的拟合结果对酰胺带各二级结构的谱峰进行了初步指认:1330～1290cm^-1为α-螺旋;1295～1265cm^-1为β-转角;1270～1245cm^-1为无规卷曲;1250～1220cm^-1为β-折叠.依据这些谱峰归属,对一些已知二级结构的蛋白质进行了测定,所得结果与X射线衍射数据以及酰胺带的定量结果基本一致.     

红外光谱法研究温度变化对卵粘蛋白构象的影响

采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱法和二维相关分析(2D Correlation analysis)技术研究了卵粘蛋白(Ovomucin)的构象转变与温度之间的关系. 结果表明, 当温度为55~65℃时, 卵粘蛋白的红外谱峰的位置和强度发生较大改变. 二维相关分析表明, 在升温过程中, 与肽链相比卵粘蛋白分子中的糖链对温度变化更为敏感, 且优先发生构象改变, 糖链分子的存在利于维持卵粘蛋白构象的热稳定性. 在25~95℃升温过程中, 卵粘蛋白分子二级结构的变化次序依次为α-螺旋、 β-折叠、 β-转角和无规卷曲. 由温度变化引起的卵粘蛋白分子结构动态变化的微观信息, 为揭示变温微扰引起的蛋白构象变化机理提供了初步的理论依据.     

甲醇对微过氧化酶-11电化学行为的影响

用电化学和圆二色性(CD)光谱方法比较了不含和含质量分数为20%甲醇的微过氧化物酶-11(MP-11)溶液的电化学和电催化性能及结构的差别.发现加入甲醇使MP-11的电化学反应的可逆性和对H₂O₂还原的电催化活性增加,这是由于加入甲醇使部分双聚的MP-11分子变成单体分子,分子的α-螺旋和β-转角的结构含量增加,无规卷曲的结构含量降低,MP-11分子中血红素的暴露程度增加而引起的.     

盐酸胍诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶去折叠过程的研究

分别用内源荧光光谱法、荧光相图法、荧光探针法、荧光猝灭法、蛋白质电泳法以及体积排阻色谱法研究了盐酸胍诱导的淀粉液化芽孢杆菌a-淀粉酶的去折叠过程. 内源荧光光谱和荧光相图结果表明, 当变性液中盐酸胍浓度约为1.0 mol/L时, 芽孢杆菌a-淀粉酶的去折叠过程中出现一个部分折叠中间体, 其去折叠过程符合“三态模型”; 荧光探针结果表明, 在溶液中盐酸胍浓度约为1.0 mol/L时, 中间态芽孢杆菌a-淀粉酶分子中存在着能够与探针分子1-苯胺 基-8-萘磺酸(ANS)结合的稳定的疏水区域; 荧光猝灭研究给出了不同程度变性的淀粉液化芽孢杆菌a-淀粉酶中的Trp的分布情况, 结果表明中间态芽孢杆菌a-淀粉酶分子中能够被碘化钾猝灭的位于分子表面的色氨酸残基数目达到最大的8个; 蛋白电泳和体积排阻色谱结果表明, 在盐酸胍诱导的芽孢杆菌a-淀粉酶分子的整个去折叠过程中, 不会以共价键或非共价键形式形成芽孢杆菌a-淀粉酶分子之间的集聚体或集聚体沉淀. 在此基础上, 对盐酸胍诱导的淀粉液化芽孢杆菌a-淀粉酶的去折叠过程进行了描述.     

Ca2+离子掺杂对γ-Ce2S3合成温度及热稳定性的影响

以CeCl₃·7H₂O、CaCl₂·2H₂O和C₂H₂O₄·2H₂O为原料,在制备钙铈氧化物前驱体基础上,再以Ar气为载气、CS₂为硫源对钙铈氧化物前驱体进行硫化合成Ca²⁺掺杂的γ-Ce₂S₃色料。 通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)及差热-热重分析(TG-DTA)等技术手段表征了色料的结构和性能。 结果表明,Ca²⁺掺杂能够明显降低γ-Ce₂S₃的合成温度,当n(Ca²⁺):n(Ce³⁺)≥0.16时,在900 ℃硫化150 min即可获得纯相的γ-Ce₂S₃,与不掺杂时合成γ-Ce₂S₃的温度相比降低了300 ℃左右。 同时,Ca²⁺掺杂能够提升γ-Ce₂S₃的抗氧化能力,当n(Ca²⁺):n(Ce³⁺)=0.64时,氧化放热峰的温度由不掺杂时的490.6 ℃提高至541.0 ℃。     

烷基链长及肽链电荷分布对脂肽双亲分子自组装及水凝胶化的影响

为阐明脂肽分子烷基链长及肽链电荷分布对其自组装及水凝胶化的影响, 设计合成了C_nV₃K₂ (n=12, 14, 16) 和C_mKV₃K (m=14, 16)两个系列的脂肽分子. 原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)结果表明, 两个系列的脂肽分子都可以自组装成一维纳米带结构. 圆二色(CD)光谱结果表明, C_nV₃K₂系列自组装体的二级结构为β折叠; C_mKV₃K系列自组装体中包括α螺旋和β折叠两种二级结构, 其中C14KV3K的α螺旋结构较多, C16KV3K的β折叠结构占优. 烷基链疏水作用的增强会抑制β折叠结构侧向堆积, 使纳米带随烷基链的变长而变窄; 电荷分布于肽链部分的两端有利于纳米带结构的侧向生长. 流变性测试结果表明, 在浓度10 mmol·L^-1、pH 8.4下, 脂肽分子可以形成自支撑水凝胶, 相比烷基链长度, 肽链部分的电荷分布对水凝胶性能影响更大.     

Ca2+与乳清蛋白结合的亲和毛细管电泳研究

利用亲和毛细管电泳研究了Ca²⁺与α-人乳清蛋白(α-HLA)的结合情况.以恒定浓度α-HLA作为受体,运行缓冲溶液加入不同浓度的Ca²⁺作为配体,可观察到由于Ca²⁺的结合,α-HLA的电泳淌度发生了变化.通过Scatchard方程的淌度比(M)处理数据得到α-HLA与Ca²⁺的表观结合常数(K_app)为2.0×107(mol/L)^-1.同时考察了Ca²⁺对变性剂(尿素)和热诱导所引起的α-HLA去折叠的影响,结果表明,Ca²⁺的结合增强了α-HLA的稳定性,也即提高了α-HLA抗变性剂和热诱导的去折叠性能.     

多方法组合分析脲诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶去折叠和重折叠过程的构象转化

以变性和非变性电泳、体积排阻色谱、内源荧光发射光谱、荧光相图、荧光猝灭以及活性测定等组合分析方法,研究了脲诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程。结果表明,在脲诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程中,芽孢杆菌α-淀粉酶分子始终以单分子形式存在,不会形成分子间的聚集体或聚集体沉淀。当变性液或复性液中脲浓度约为4.0mol/L时,芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程中均出现一个部分折叠中间体,两个过程均符合"三态模型"。脲诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子重折叠过程的复性曲线几乎与芽孢杆菌α-淀粉酶分子去折叠过程的残余活性率曲线重合。通过这些结果,并结合盐酸胍诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程,推断脲和盐酸胍诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程分别是相互可逆的。     

含磺胺嘧啶结构单元β-氨基酮的合成及其生物活性

通过原子经济的Mannich反应实现了磺胺嘧啶、1-萘乙酮与芳香醛三组分的连接,直接合成了16个含有磺胺嘧啶结构单元的未见报道的β-氨基酮;所得化合物经¹H NMR、¹³C NMR、HRMS和MS等技术手段确证其结构。 生物活性测试结果显示,在17.04~19.69 nmol/L浓度范围内,所有目标分子的α-葡萄糖苷酶抑制活性很弱,但部分目标分子的过氧化物酶体增殖物激活受体反应元件(PPRE)激动活性较好,最高达到了52%。     

蚕丝蛋白与类动物丝蛋白聚合物共混膜的振动光谱研究

蚕丝纤维具有优良的力学性能 ,不同的环境条件对其力学性能有一定的影响 ,但其力学性能主要取决于形成纤维过程中所形成的以分子链 β-折叠结构及其沿纤维轴方向高度取向为特征的丝纤维凝聚态结构 [1,2 ] .因此在丝纤维的形成及丝蛋白膜的人工制备过程中 ,丝蛋白分子链的构象及其构象转变一直是研究的重点[3～ 6 ] .以蚕丝蛋白 (Silk Fibroin,SF)稀溶液在常温下浇铸的 SF膜一般以无规线团 /α-螺旋为主的构象状态存在 ;经热处理、极性溶剂 (如甲醇等 )处理、应力作用或共混入一些能与SF形成分子间氢键的聚合物组分后 ,SF膜的构象将从无…     

明胶/Fe2S3纳米生物复合物形成反应的热力学及明胶构象变化

在pH=7.40条件下,采用一锅化学反应法制得水溶性明胶/Fe₂S₃纳米生物复合物,扫描电镜照片显示Fe₂S₃颗粒为棒状.根据吸光度与Fe₂S₃浓度关系,由Benesi-Hildebrand方程计算了不同温度下反应的形成常数K (293 K: 14.47×10² L·mol^-1; 297 K: 9.24×10² L·mol^-1; 309 K: 1.70×10² L·mol^-1)及对应温度下反应的热力学参数(Δ_rG_m = -17.88/-16.68/-13.09 kJ·mol^-1; Δ_rH_m = -105.57 kJ·mol^-1; Δ_rS_m = -299.28 J·K^-1·mol^-1),结果表明明胶/Fe₂S₃纳米生物复合物的形成反应是自发的放热过程,且为焓驱动.傅里叶变换红外光谱表明,Fe₂S₃主要与明胶大分子肽链中的酰胺键结合;对红外光谱进行去卷积拟合,结果表明:明胶蛋白质的 α-螺旋含量减少,β-折叠含量明显增加.结合紫外和红外光谱测试结果对复合物的形成机理作了初步的推测:首先Fe³⁺与明胶大分子中的酰胺键结合形成明胶/Fe³⁺复合物,然后S^2-与明胶/Fe³⁺中的Fe³⁺形成明胶/Fe₂S₃复合物.     

Understanding the thermal stability of human serum proteins with the related near-infrared spectral variables selected by Monte Carlo-uninformative variable elimination

Understanding the thermal stability of the proteins in human serum is essential since human serum is the important source of pharmaceutical proteins. Near-infrared (NIR) spectroscopy was applied to the investigation of thermal changes in secondary structure and hydration of human serum proteins. However, as a multicomponent system, the overlap of the broad NIR bands makes the structural analysis very difficult directly using the spectra of serum samples. Therefore, continuous wavelet transform (CWT) was used to improve the resolution of NIR spectra, and Monte Carlo-uninformative variable elimination (MC-UVE) method was applied to the selection of the variables associated with the proteins for the structural analysis. The variables (5956, 5867, 5815, 5747, 4525, 4401, 4359 and 4328 cm^-1) related to protein secondary structures and those (7074, 6951, 6827 and 6700 cm^-1) connected with water species were selected. Then, the thermal stability was analyzed through the intensity variations of the selected variables with temperature from 30 ℃ to 80 ℃. It was found that the variation of the spectral variables related to both α-helix and β-sheetchanges apparently around 60 ℃, indicating the beginning of the thermal denaturation and the transition from α-helix to β-sheet. Moreover, an obvious change was found around 60 ℃ for the content of the water specie S₃, i.e., the water cluster containing three hydrogen bonds. The result demonstrates that MC-UVE can identify the protein-related NIR spectral variables, and the water species may be a marker for investigation of the structural change of proteins in biochemical systems.     

用固体高分辨NMR研究聚(L-丙氨酸)-聚乙二醇单甲醚双嵌段共聚物的微相结构与链段运动

利用固体高分辨¹³CCP/MAS及二维WISE核磁共振技术研究了聚(L-丙氨酸)-聚乙二醇单甲醚双嵌段共聚物(MPEG-b-PLA)在固态下的微相结构和链段运动行为.结果表明,聚乙二醇链段在形成嵌段共聚物后结晶度明显下降,同时存在晶区和非晶区,从而表现出两种不同的运动状态.而聚乙二醇链段的引入对聚L-丙氨酸链段影响不大,嵌段共聚物中聚L-丙氨酸链段高度结晶,同时含有大量的α螺旋结构,分子链运动严重受限,估计聚L-丙氨酸链段的相区尺寸很小.     

BSA与羟磷灰石相互吸附的FTIR-ATR光谱

采用傅里叶变换红外衰减全反射(FTIR-ATR)光谱法对牛血清白蛋白(BSA)在羟磷灰石(HA)[Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆]表面不同时间的相互吸附作用进行了表征。在BSA溶液作用下,羟磷灰石表面的Ca²⁺、PO₄^3-和OH^-离子初始的溶解和再沉淀使得BSA与HA相互作用层层叠加,在HA表面形成从表层到次表层分子都包含有吸附的BSA的覆盖层,从而加深两者之间的相互作用。经红外差谱法处理过的相关ATR数据表明, BSA与HA之间的相互作用是快速的,并随时间变化进一步加强;来自HA上PO₄^3-的P=O基团对蛋白质肽键的酰胺II带(―CNH)、多肽链的甲基(―PO₃)和亚甲基(―CH₂)上氢的吸附作用要比P―O快速而且强烈。Ca²⁺在该吸附过程中起了极其重要的作用,其快速与蛋白质肽键的羰基氧发生作用,并诱导该蛋白质二级结构由β-折叠向α-螺旋和β-转角构象转变;伴随着这一构象变化,蛋白质多肽链上大多数肽键的―C=O和H―N―活性基团从链间氢键交联中释放出来,带动众多的氢分别参与同HA表面的Ca²⁺、PO43-和OH^-离子的相互吸附作用,并牢牢地结合于HA表面;这对硬组织的再生起着重要作用,促进了HA的生物矿化过程。     

(Fe,Cr)3O4催化剂表面酸性的研究

本文研究了(Fe,Cr)₃O₄催化剂的表面酸性,发现其表面结构具有可变性,表面主要存在Fe²⁺(α位)和Fe³⁺(β位)两种酸中心,β位上吸附吡啶的E_d=278.8±13.8kJ/mol。     

铜离子交换分子筛上NO吸附的IR光谱及TPD研究

采用原位IR光谱及TPD技术研究了NO在铜离子交换分子筛上各种表面物种的生成及脱附,并与NO在Cu-ZSM-5上的分解反应性能相关联,考察了Cu-ZSM-5反应活性高的原因及O₂的生成机理。NO的吸附状态随分子筛母体种类及铜离子交换度的不同而变化,交换度较高的ZSM-5催化剂上容易形成NO-3物种,该物种对NO分解及O₂的生成具有重要作用。