Mg~(2+)通过膜脂影响重建H~+-ATP酶的构象

本文用马来酰亚胺系列(MSL)及溴乙酰胺自旋标记物为探针,分别研究了透析液中1mmol/L浓度的Mg~(2+)对重建脂酶体上猪心线粒体H~+-ATP酶构象的影响。发现Mg~(2+)可以显著提高经标记后重建的H~+-ATP酶——L·(F_0·F_1)的ESR图谱中的强弱固定化比值(S/W)。用胰蛋白酶加尿素切下经MSL标记的L·(F_0·F_1)中的F_1部分,剩留的L·(F_0)部分的S/W值仍是有Mg~(2+)的比无Mg~(2+)的高。单独提纯的F_1经MSL标记后在无Mg~(2+)、有Mg~(2+)透析20h,二者ESR图谱无明显差异。上述结果支持我们前曾提出的模型,即Mg~(2+)通过与磷脂相互作用,改变其物理状态,引起H~+-ATP酶复合体中F_0部分的构象首先发生变化,然后这一变化再传递至复合体中活性中心所在的F_1部分。     

大麦根细胞质膜存在H~+/Ca~(2+)反向传递系统

在发现大麦根细胞质膜上存在不需Mg~(2+)和需Mg~(2+)两个Ca~(2+)转运过程的基础上,进一步研究了这两个过程的转运机制,发现需Mg~(2+)的Ca~(2+)转运过程依赖于跨膜H~+梯度。无论以ATP为能源的、还是人为造成的跨膜H~+梯度,都可驱动跨膜Ca~(2+)转运;跨膜Ca~(2+)转运过程伴随着H~+梯度的消减。不需Mg~(2+)的转运过程则与跨膜H~+梯度无关。这些结果指出,大麦根细胞质膜上除了Ca~(2+)-ATP酶这一初级Ca~(2+)转运系统外,还存在一个以跨膜H~+梯度为能源的次级Ca~(2+)转运系统,即H~+/Ca~(2+)反向传递系统。     

膜蛋白嵌入脂质体的研究——Mg~(2 )通过改变脂质分子的流动性来影响重建H~ -ATP酶的活性

本文用ANS荧光探剂,自旋标记探剂5NS的实验结果表明,L·(H~ -A7P酶)_( Mg)~(2 )(Mg~(2 )存在下嵌有猪心线粒体H~ -ATP酶的脂酶体)的流动性小于L·(H~ -ATP酶)_(-Mg)~(2 )(无Mg~(2 )条件下组装的脂酶体)。DPH荧光偏振的测定也得到相似的结果。但自旋标记物12NS,16NS的实验结果反映两种脂酶体脂质分子的流动性并没有明显差异。这表明,Mg~(2 )能影响ATP酶重建体系中靠近表层部份脂质分子的流动性,而对较深层的流动性没有明显影响。可以设想,在Mg~(2 )存在下,重建猪心线粒体H~ -ATP酶活性的提高很可能是通过它对脂质分子靠近表层部份的物理状态的改变,继而影响疏水蛋白与F_1的构象,从而使H~ -ATP酶表现较高的活性。     

Mg~(2+)-MEDIATED CHANGES IN FLUIDITY OF PHOSPHOLIPID DECREASE THE SLOW MOTION OF THE INCORPORATED H~+-ATPase IN LIPOSOMES

The effect of Mg~(2+) on the slow motion of H~+-ATPase in proteoliposome was studied. The ST-ESR spectra of H~+-ATPase labeled with maleimide and incorporated in liposomes at various Ma~(2+)concentrations with incubation method were measured. The relationship between the diagnostic param-eters L"/L, C'/C derived from ST-ESR spectra and Mg~(2+) concentrations or temperatures was com-pared with that of the order parameter S derived from 5NS-ESR spectra under the same conditions. Obtain-ed results clearly showed that the increase of Mg~(2+) concentration or the decrease of temperature maycause the increase of the rotational correlation time of H~+-ATPase in proteoliposome. And the rota-tional diffusion rate of H~+-ATPase in membrane lipid is related to the activation energy of the sur-rounding lipid. The change of Mg~(2+) concentration in proteoliposome leads to a change of activarionenergy and influence in turn the slow motion of H~+-ATPase in 1ipid.     

跨膜Ca~(2+)梯度通过磷脂酰胆碱调节肌质网Ca~(2+)-ATP酶

将纯化的肌质网Ca~(2+)-ATP酶重组在具有或不具有跨膜Ca~(2+)梯度的脂质体上,研究了磷脂(特别是磷脂酰胆碱)在跨膜Ca~(2+)梯度对肌质网Ca~(2+)-ATP酶功能调节中的作用。结果表明:(1)高浓度的(Ca~(2+)对与不同磷脂保温的去脂Ca~(2+)-ATP酶都产生抑制,但对与PC保温的Ca~(2+)-ATP酶抑制最大。(2)当存在一个正向跨膜Ca~(2+)梯度时(酶活性中心一侧Ca~(2+)浓度较低,类似生理条件),它只对与中性磷脂PC:PE重组的Ca~(2+)-ATP酶产生抑制,且PC:PE(摩尔比)为1:1时,抑制程度最大。如以酸性磷脂PS或PG替代PC则均无明显抑制。(3)比较不同脂肪酸侧链的PC的作用表明,当DOPC或DPPC存在时均有明显抑制作用,而DMPC则几乎不表现抑制作用。(4)若Ca~(2+)梯度逆转,则无论是与酸性磷脂或中性磷脂重组的肌质网Ca~(2+)-ATP酶都会被抑制。     

跨膜Ca~(2+)梯度对重组腺苷酸环化酶活力及构象的影响

本文将分离并部分纯化的腺苷酸环化酶催化亚基(ACc)重组于具有或不具有跨膜Ca~(2+)梯度的大豆磷脂脂质体上.酶活性的测试结果表明,酶活性中心一侧Ca~(2+)浓度低于另一侧(500倍)的脂酶体(类似生理条件)酶活性最高;在Ca~(2+)浓度梯度相反的情况下酶活性最低.外加Ca~(2+)载体A23187消除脂酶体两侧的Ca~(2+)梯度可导致前者酶活力降低而后者酶活力升高.不具有Ca~(2+)浓度梯度的脂酶体酶活性介于上述两种脂酶体之间. 蛋白内源荧光及KI对其淬灭效率的测试结果均反映上述几种脂酶体中ACc构象的差异.     

一种测定高酸度水溶液有效酸度的固态电化学传感器

以循环伏安法在石墨电极表面电聚合制备了新型全固态邻氨基酚-邻苯二胺共聚物薄膜修饰电极,采用循环伏安法研究了此电极在H~+的有效浓度为1.00×10~(12)~10.0 mol/L范围内的电化学响应,结果表明,还原峰电位与溶液的有效酸度分别在1.00×10~(10)~0.10 mol/L、0.10~2.00 mol/L和2.00~10.0 mol/L 3段浓度范围内呈良好的线性响应,线性回归方程分别为E_(pc)=0.0456lg C(H~+)-0.295,E_(pc)=0.0803C(H~+)-0.309,E_(pc)=0.0278C(H~+)-0.188。在有效酸度为1.00~8.00 mol/L的H_2SO_4、HNO_3或者HCl O_4溶液中亦有类似的线性响应。此电极制备方法简单,酸度测试范围宽至1.00×10~(10)~10.0 mol/L,为开发新型高酸度固态电化学传感器奠定了基础。     

基于G-四链体-氯化血红素DNA酶比色法测定银离子和汞离子传感器的构筑

利用G-四链体DNA(5′-CTGGGAGGGAGGGAGGGA-3′)与氯化血红素结合形成G-四链体-Hemin DNA酶,其能高效催化H_2O_2氧化反应底物由无色变为绿色,当溶液中有Ag~+或Hg~(2+)存在时会阻碍该DNA酶的形成,导致绿色溶液变浅。基于此,建立了比色法测定Ag~+和Hg~(2+)的传感器。在最佳实验条件下,溶液的吸光度与Ag~+和Hg~(2+)浓度分别在100.0～1 000.0 nmol/L和80.0～800.0 nmol/L范围内具有良好的线性关系,检出限(3δ/Slope)分别为55.9 nmol/L和64.3 nmol/L。该方法具有较好的选择性,采用该方法对实际样品进行测试,结果满意。     

刺松藻类囊体膜23kD和24kD多肽在阳离子调节激发能分配中的作用

与高等植物不同,Mg~(2+)诱导刺松藻类囊体膜Chla荧光F_(687)增高与其诱导膜表面电荷密度减小无平行相关性,用Ca~(2+)提去膜表面的30和31kD多肽(Q_B蛋白),对Mg~(2+)诱导上述两种效应无明显的影响,但用胰酶消化进一步除去膜表面的23和24kD多肽后,Mg~(2+)诱导F_(687)增高的效应随之消失,而诱导膜表面电荷密度变化的性质不变,这些结果证明,刺松藻类囊体膜表面的23和24kD多肽是Mg~(2+)诱导荧光变化的功能部位;Mg~(2+)诱导激发能分配的改变不受膜表面静电性质控制。     

高灵敏度席夫碱镁离子荧光探针的合成及识别性能研究

以对氨基苯甲酰肼为连接基团,分别通过氨基和酰肼基团引入丹磺酰氯和2-羟基-1-萘醛,制备了新型席夫碱(Schiff's base)类荧光探针TZ,实现了对镁离子(Mg~(2+))的高灵敏度识别。利用电喷雾质谱、紫外光谱、荧光光谱等研究了荧光探针TZ对Mg~(2+)的识别作用与机理。紫外光谱表明,单纯探针TZ在386.5 nm出现了萘醛的特征吸收峰;当探针TZ与Mg~(2+)结合后,在411 nm处出现新的吸收峰,等吸收点为400 nm。荧光光谱表明,探针TZ与Mg~(2+)结合后激发波长红移到400 nm,在发射波长468 nm处荧光强度增强10倍,量子产率为0.57。当向TZ中加入其它金属离子(Li~+、Na~+、K~+、Zn~(2+)、Ca~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Ag~+等)时,荧光强度并未发生明显变化,表明TZ对Mg~(2+)具有较高的选择性。通过ESI-MS滴定和Job's plot曲线确定了TZ与Mg~(2+)的配位模式为1∶1的关系,检出限可达0.13μmol/L。     

几种有机溶剂中15冠5及苯并15冠5与Mg~(2+)配合的NMR研究

本文用一维及二维NMR方法研究了溶剂对15冠5(15C5)和苯并15冠5(B15C5)与Mg~(2+)配合的影响。结果表明,在丙酮,乙腈,硝基甲烷,四氢呋喃以及氯仿中,冠醚与Mg~(2+)形成稳定的1:1配合物,且配合态与自由态冠醚间的化学交换在NMR标尺上为慢交换过程;而在二甲亚砜,二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺和吡啶中,由于溶剂对Mg~(2+)的竞争作用而使冠醚未能与Mg~(2+)有效配合。     

腺苷酸激酶催化循环后期Mg~(2+)转移的分子动力学模拟（英文）

腺苷酸激酶是一个包含三个结构域(LID结构域、NMP结构域和CORE结构域)的蛋白质分子,其主要作用是催化化学反应Mg~(2+)+ATP+AMP(?)2ADP+Mg~(2+)进而将细胞内ATP分子的浓度维持在合适的范围内。在腺苷酸激酶催化上述化学反应的过程中,需要有Mg~(2+)的参与。最近的实验发现Mg~(2+)不仅参与上述反应的化学步骤,而且对化学反应发生后底物的释放过程至关重要。己有晶体结构数据显示,在催化循环过程的化学反应步骤完成后,一个Mg~(2+)可同时和分别位于LID结构域及NMP结构域的两个ADP分子配位。然而,在底物的释放与分离过程中,Mg~(2+)可能只与其中一个ADP分子结合。由于Mg~(2+)与ADP分子的结合情况会在很大程度上影响作为催化循环限速步骤的底物释放过程,因此人们有必要研究清楚在底物释放前Mg~(2+)与催化产物ADP分子的配位情况,即Mg~(2+)更倾向于与LID结构域的ADP分子结合还是与NMP结构域的ADP分子结合。本文中,我们对催化反应后底物释放前的酶-底物复合物(包含酶、两个ADP分子以及Mg~(2+))做了分子动力学模拟研究。我们基于metadynamics方法得到了Mg~(2+)在两个ADP分子间转移的自由能面,发现在底物分离与释放过程中,Mg~(2+)更倾向于与LID结构域的ADP分子结合。只有当LID结构域的ADP分子被质子化,同时NMP结构域的ADP分子处于去质子化状态时,Mg~(2+)才会倾向于与NMP结构域的ADP分子结合。另外,我们也刻画了Mg~(2+)转移过程中配体交换与脱水过程。本工作的研究结果有助于理解腺苷酸激酶催化循环后期的分子过程。     

柱层析法分离木糖醇和山梨醇的研究

本文研究了层析、D031、001×7聚苯乙烯—二乙烯基苯磺酸型阳离子交换树脂和它们的H~+、NH_4~+、Co~(2+)、Ba~(2+)、Ak~(3+)、Fe~(3+)或Cr~(+3)等离子基型对木糖醇和山梨糖醇的柱层析分离效果。结果表明,层析H~+、Fe~(3+)型和D031H~+型树脂能有效地分离木糖醇和山梨醇。最适宜温度均为55℃,最适宜洗脱液流量:层析H~+及Fe~(3+)型树脂分别为4.8ml/min和2.8ml/min,D031H~+型为3.0ml/min。以10~(-3)mol/dm~3的十二烷基硫酸钠的3％正丙醇溶液为洗脱液能明显提高分离能力。     

荧光素类镁离子荧光增强型分子探针的制备及光谱性能研究

以荧光素与色酮-3-甲醛为原料合成了一种荧光增强型Mg~(2+)分子探针。采用核磁和质谱等对探针结构进行了表征。通过荧光光谱分析了探针的光谱性能。结果表明,探针对Mg~(2+)具有高选择性,可以特异性识别Mg~(2+),而不受其他金属离子的影响。Mg~(2+)浓度在0. 6～24μmol/L范围内,与体系荧光强度呈现良好的线性关系,检出限为0. 435μmol/L。探针识别Mg~(2+)过程具有良好的可逆性。探针与Mg~(2+)以1:1比例进行配位的。探针对Mg~(2+)的识别机理是由于Mg~(2+)参与了与N,O原子的配位,使得分子内螺环发生了由闭环到开环的变化造成的。该探针在金属离子定量与分子检测等领域具有潜在的应用价值。     

(+)-安五脂素的分离与结构(英文)

从长梗南五味子中分得一种木脂素新化合物——(+)-安五脂素(1),它在体外对 H~+,K~+-ATP 酶和 P-388细胞有明显抑制作用;对人血清中的 HBsAg 也有弱抑制作用。经与绝对构型已知物(3)对照,证明1的结构为(2R,3S)-1-(3,4-次甲二氧苯基)-2,3-二甲基-4-(4-羟基-3-甲氧苯基)-丁烷。     

阳离子膨润土制备和性质的研究

用插入法将混合金属层状氢氧化物正电胶体沉淀于膨润土矿物晶体层间,合成了阳离子膨润土,其最高ζ电位40mV。研究了温度、Mg~(2+)浓度、pH值及无机电解质等对阳离子土ζ电位的影响。发现该阳离子膨润土的悬浮体与不同价数的阴离子作用符合Schulze-Hardy规则,并对Al~(3+)有特性吸附,而对Mg~(2+)则没有。     

铅离子诱导PS2.M构象改变特性及其氡非标记比色传感检测新方法

以氡辐射衰变最终形成稳定的子体铅作为目标检测物,建立了检测氡累积浓度的核酸适配体生物分析新方法。K~+诱导富G单链核苷酸PS2.M形成反平行G-四链体四链体,辅因子血红素与G-四联链体结合,形成具有过氧化物酶活性的稳定复合物,催化TMB-H_2O_2体系发生显色反应。同时加入Pb~(2+)时,Pb~(2+)诱导PS2.M形成结构更加稳定的"缺口"型反平行G-四链体,K~+和血红素游离在溶液之中,体系吸光度响应值急剧降低。基于此构建了一种基于Pb~(2+)诱导PS2.M构象改变的过氧化物酶活性"Turn-off"型比色传感器。在5.0×10~(-9)~1.8×10~(-7)mol/L范围内,吸光度降低值ΔA与Pb~(2+)浓度呈线性关系,线性回归方程为ΔA=0.36+0.13C,R=0.9987。本方法对Pb~(2+)的检出限为3.76 nmol/L(S/N=3),氡的检出限为1.96×10~3Bq·h/m~3(S/N=3)。本方法灵敏、准确,样品溶液可直接检测,操作简单,避免了现场进行氡辐射剂量测量的放射性危害,为环境中氡的检测提供了新方法。     

基于联萘酚衍生物的荧光传感器对Ca~(2+)的选择性测定

设计了基于联萘酚衍生物(LZ)的高选择性的荧光化学传感器,分别采用荧光光谱和紫外-可见光谱法研究了其对Ca~(2+)的识别.结果显示,与其他金属离子,如Ag~+、Al ~(3+)、Bi ~(3+)、Cd~(2+)、Co~(3+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Hg~(2+)、K~+、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Ni ~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)相比,探针LZ对Ca~(2+)呈现良好的选择性.并且该探针在486nm处的荧光强度与Ca~(2+)浓度在2~7μmol/L范围内呈现良好的线性关系,其回归系数为0.994,检测限为0.8μmol/L,多次测定的相对标准偏差为2%.     

淀粉酶产色链霉菌TUST2中ε-聚赖氨酸降解酶的纯化和性质

分离得到产抗菌聚氨基酸--ε-聚赖氨酸菌株淀粉酶产色链霉菌TUST2,从中纯化了ε-聚赖氨酸降解酶,并对其性质进行了研究.结果表明,该酶为膜结合蛋白.为提取该降解酶,先收集菌体细胞并用超声波破碎,细胞膜部分用1.0 moL/L NaSCN溶液溶解.将粗酶液进行Sephadex G100凝胶柱层析分离.用100mmol/L磷酸缓冲液洗脱,收集活性部分.纯化后的样品用SDS-PAGE检测,酶亚基分子量约为54700.酶活力在pH=6.0～9.0间稳定,最适宜pH=7.0.酶的最适温度为30℃,在10～50℃水浴30 min酶活力未见明显下降.研究了不同金属离子对酶活力的影响,结果表明,Zn~(2+),Cu~(2+)和Fe_(3+)可分别提高酶活力29.72%,15.85%和15.08%;但Ag~(+),Hg~(2+),Co~(2+)和Mn~(2+)对酶活力有强烈的抑制作用.Ca2~(2+),K~+和Ba~(2+)对酶活力没有影响.添加4%Tween-80能提高酶活力10%,但EDTA能强烈抑制酶活力.研究结果表明,此降解酶的性质与白色链霉菌产生的ε-聚赖氨酸降解酶的性质相似.     

钒酸根、金属离子和腺苷二磷酸的相互作用-ATP及Mg^2^+-ATP类似物的形成

用钒-51核磁共振方法研究钒酸根在不同浓度和离子强度下,在生理pH水溶液中的物种分配.研究结果表明毫摩尔级浓度的钒酸根主要以中心钒原子为四面体构型的单体、二聚、四聚和五聚体存在.通过比较所得的平衡常数说明在离子强度降低时,钒酸根的聚合度下降对于钒酸根-ADP体系,从所显示的核磁谱变化通过计算得到相应的结合平衡常数,说明主要发生的反应一是形成ATP类似物ADPV(V代表四面体构型的单体钒酸根);二是在ADP浓度相对高时,钒酸根与ADP核糖基上2’,3’-顺位羟基同时作用形成2:2配比的、钒原子为五配位三角双锥构型的配合物.在钒酸根-ADP体系中加入Mn~(2+)后,~(51)V NMR的变化说明ATP的类似物ADPV中β-磷酸根和γ-钒酸根可以协同螯合Mn~(2+),表明形成了Mg~(2+)-ATP的类似物Mn~(2+)-ADPV.