二价铜离子对人胰岛淀粉样蛋白(hIAPP)(11～28)多肽聚集的影响

人胰岛淀粉样蛋白(hIAPP)与Ⅱ型糖尿病(T2DM)密切相关,被认为是导致胰岛β细胞凋亡的致病因素之一,研究发现环境因素(如金属离子、pH值和温度等)对hIAPP的聚集过程有很大影响。本文采用多种生物物理的实验方法,研究了二价铜离子对hIAPP及其片段聚集的影响。原子力显微镜(AFM)和硫代黄素T(ThT)荧光的测量表明,铜离子能够明显地抑制hIAPP(11~28)聚集成纤维,其抑制程度随铜离子浓度的增加而明显加剧。显微傅里叶变换红外光谱(Micro-FTIR)的结果表明,铜离子能够抑制hIAPP多肽中α螺旋结构向β折叠的转变。另外,氨基酸定点突变实验结果表明,hIAPP(11~28)中的组氨酸(His18)可能对多肽的聚集行为和金属铜离子的相互作用起到了决定性的影响。     

Aβ40和hIAPP在溶液和表面的成核与交叉成核聚集行为

阿尔茨海默氏病(AD)和2型糖尿病(T2DM)是常见的由蛋白质错误折叠引起的疾病，作为与此二者相关的致病蛋白，淀粉样β蛋白(Aβ)和人胰岛淀粉样多肽(hIAPP)的交叉聚集行为暗示了AD和T2DM的相关性。然而，Aβ和hIAPP在体内的交叉聚集过程尚不明确。为了更好地模拟体内环境特征，即同时存在不同形式的淀粉样蛋白聚集体，且少量的聚集体附着在血管壁上会成为聚集过程的种子，本文以硫代黄素T荧光测定，原子力显微镜，圆二色光谱，石英晶体微天平以及MTT法作为研究手段，探究了Aβ和hIAPP在溶液和固体表面的成核与交叉成核聚集行为。结果表明，少量的Aβ40和hIAPP种子(单体浓度的1/50)即可显著改变异源聚集的聚集路径，形成具有不同形态且含有更多β-折叠结构的异源聚集体，导致更高的细胞毒性。溶液和固体表面上的结果均证明异源成核聚集效率低于同源聚集，且异源聚集的特征很大程度上取决于种子类型。此外，不同于溶液中所得结果，hIAPP种子在固体表面的交叉成核聚集效率显著高于Aβ40种子，证明了界面性质对交叉聚集过程的影响。这些结论对于理解淀粉样蛋白交叉聚集过程具有重要意义。     

小热休克蛋白Mj HSP16.5对多肽纤维生长的抑制及对成熟纤维的解聚作用

包括老年痴呆症在内的许多疾病与蛋白质或多肽的淀粉样聚集(纤维化)有关. 由于这类疾病的机制尚不清楚, 因此还没有有效的预防和治疗手段. 研究各种因素如小热休克蛋白对蛋白质或多肽淀粉样聚集的影响对开发防治相关疾病的药物具有重要意义. 甲状腺素运载蛋白(TTR)及其突变体很容易形成淀粉样纤维, 并与多种疾病相关. Mj HSP16.5是一种来源于嗜热古细菌ethanococcus jannaschii的小热休克蛋白, 它在酸性条件下具有非常高的分子伴侣活性. 本文研究了Mj HSP16.5对WTTR肽(在N端添加了色氨酸的TTR 105-115片段, 序列为WYTIAALLSPYS)纤维化的影响, 发现Mj HSP16.5能够显著地抑制WTTR肽纤维的生长, 且在Mj HSP16.5存在下, WTTR肽形成的纤维比正常条件下形成的要显著细小. 尤其是Mj HSP16.5还可以使已经成熟的WTTR肽纤维解离. 结果表明, Mj HSP16.5抑制多肽纤维的机理可能在于其能够与多肽纤维及纤维种子结合.     

EGCG对β-淀粉样蛋白聚集的抑制作用:pH的影响

研究了表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)在不同pH值(5. 0,6. 0和7. 4)下对β-淀粉样蛋白(Aβ_(42))聚集的抑制作用.结果表明,虽然在上述pH范围内EGCG均可抑制Aβ_(42)聚集和细胞毒性,但不同pH值下EGCG与Aβ_(42)的作用方式不同.当pH=5. 0时,Aβ_(42)可在数秒内聚集,EGCG-Aβ_(42)相互作用最弱,因此聚集前期EGCG不能有效抑制Aβ_(42)纤维化;培养24 h时,产生35. 1%的β-折叠结构和50%的硫黄素T(Th T)荧光;但此pH值下EGCG可通过降低Aβ_(42)表面疏水性使聚集体重塑,因此在聚集后期可阻碍Aβ_(42)纤维化.当pH=6. 0时,Aβ_(42)聚集速度降低,EGCG-Aβ_(42)相互作用增强,EGCG对Aβ_(42)纤维化的抑制作用较pH=5. 0时更加显著,几乎可完全抑制Aβ_(42)向β-折叠构象转换和Th T荧光的产生.当pH=7. 4时,Aβ_(42)聚集速度最慢,EGCG与Aβ_(42)结合作用最强,因而能够增加Aβ_(42)稳定性和聚集延滞期,显著抑制Aβ_(42)纤维化.     

聚丙烯腈/氧化石墨烯复合纳米纤维的制备与性能研究

以氧化石墨烯为添加物,采用静电纺丝的方法制备不同质量分数的聚丙烯腈/氧化石墨烯(PAN/GO)复合纳米纤维。使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对复合纳米纤维的微观结构进行观察;采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)研究复合纳米纤维的热学性能随着氧化石墨烯添加量增加的变化;采用微机控制电子万能试验机对复合纳米纤维的力学性能进行研究。结果表明,加入氧化石墨烯后,纺制的PAN/GO纳米复合纤维会变细,但随着GO添加量的增多出现珠节现象,降低了纤维的粗细均匀度,同时加入GO后对PAN的氧化具有一定的抑制作用,而且GO的加入也使PAN的力学性能增加,当加入量为0.1%时断裂强力增加了一倍,但添加量为1%时,断裂强力又会降低,综合实验结果显示当加入氧化石墨烯的质量分数为0.1%时最适宜。     

3种改性小分子对不同Aβ42纤维结构稳定性的影响机制研究

淀粉样蛋白(Aβ)的错误聚集是阿尔茨海默症(AD)的关键病理诱发因素,主要通过Aβ的自聚集和金属离子诱导聚集两种方式实现.实验结果表明,食用樱桃红(ER)、丹参酮(TS)、氯碘喹啉(CQ)在不同程度上都能起到抑制淀粉样蛋白聚集的作用,但其作用机制大不相同.将ER,TS和CQ分子结构进行两两重组,获得3种新的活性分子,使其兼具金属螯合、旋转键及N-末端区域(NR)结合的复合优势.结果发现,改性分子对不同Aβ42聚集体的作用各异.有的改性小分子对纤维起到解聚集的效果,而有的则增加纤维的稳定性;有的小分子对一种纤维结构起到解聚集的效果,而对另一种则起到稳定的作用.并发现尽管小分子的负电基团与同带负电的Aβ纤维有很强的排斥作用,但其对某些构型依然有解聚集的效果.     

表没食子儿茶素(EGC)对溶菌酶淀粉样纤维化的抑制作用

天然多酚化合物是蛋白质淀粉样纤维化相关疾病的潜在治疗药物。本文采用溶菌酶和表没食子儿茶素(EGC)研究了多酚化合物对蛋白质淀粉样纤维的作用。结果表明,EGC能够抑制溶菌酶的淀粉样纤维化,并能够破坏成熟的纤维结构,使纤维的淀粉样特性降低。巯基化合物二巯基苏糖醇(DTT)能够部分抑制EGC破坏纤维的作用,表明EGC可能通过与巯基结合而对多肽链进行共价修饰,从而改变了淀粉样纤维的自组装结构。根据上述结果,我们认为,多酚化合物形成醌类中间体并对多肽链的自由巯基进行修饰,是其抑制蛋白质淀粉样纤维化的主要途径。     

基于原子力显微镜研究农药对溶菌酶淀粉样纤维化过程的影响

本文利用原子力显微镜(AFM)在分子水平上研究了三氯杀螨醇、氟氯氰菊酯、三唑酮和西维因四种农药对淀粉样纤维化过程的影响。结果发现,四种农药对溶菌酶淀粉样纤维的形貌特征均没有明显的影响。但是,三氯杀螨醇和氟氯氰菊酯缩短了淀粉样纤维生长的指数生长期,对溶菌酶淀粉样纤维化过程有促进作用,而三唑酮和西维因对纤维化过程没有明显的影响。结合表面等离子体共振技术和荧光光谱技术的分析结果,可以推测三氯杀螨醇和氟氯氰菊酯与溶菌酶结合后,使蛋白质构象发生变化而促进了淀粉样纤维的形成。本文不仅从分子水平上研究农药与淀粉样纤维化过程的关系,还有望为预防淀粉样变性疾病提供理论参考。     

耦合氧化石墨烯的N掺杂Bi_2O_2CO_3微球光催化性能增强机制(英文)

光催化作为一种环境友好技术,在解决环境污染和能源匮乏问题方面展现出巨大应用潜力.TiO_2因其化学稳定性、无毒和低成本被广泛应用于能源转换和污染物降解等领域,但其快速的电子-空穴复合与低太阳能利用率等限制了其在光催化中的潜在应用.因此,寻找新的有优越可见光活性的催化剂是一个挑战.最近,(BiO)_2CO_3因其独特的形貌、化学稳定性和较高的催化效率成为有前景的光催化剂.然而,(BiO)_2CO_3较大的带隙限制了对太阳光的利用,快速的电子-空穴复合阻碍了光催化性能的提高.因此,提高(BiO)_2CO_3的光催化效率是当务之急.近期研究表明,通过与氧化石墨烯杂交提高载流子的分离能力,可有效增强光催化性能.基于此,我们设计并合成了一种氮掺杂的(BiO)_2CO_3与氧化石墨烯(GO)耦合的新型光催化剂(N-BOC-GO).首先,通过一步水热法合成了N-BOC-GO微球.N-BOC-GO光催化剂对NO可见光光催化去除性能达到62%.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)等表征手段研究了N-BOC-GO的光催化性能增强机制.从N-BOC-GO的XRD谱中没有发现GO的衍射峰,说明加入的GO分散度高;N-BOC-GO中的BOC晶格参数没有发生变化,说明GO没有进入BOC晶格,但加入GO增强了N-BOC的结晶度.XPS结果表明,与N-BOC相比,N-BOC-GO的峰位置发生了明显位移,表明N-BOC和GO之间存在强相互作用.此外,FT-IR和拉曼光谱证明了在复合物中存在GO.SEM表明,N-BOC规则地团聚成微球,且微球被固定在有褶皱的GO片上.这说明GO与N-BOC的作用是静电作用或物理作用,在光激发过程中有利于N-BOC微球上的电子转移到GO片上.UV-Vis图谱中,N-BOC-GO表现出明显增强的可见光吸收,说明加入GO会明显提高N-BOC的吸收能力.此外,3D分层结构会通过SSR效应提高光吸收.从PL图可以发现,N-BOC-GO的电子-空穴复合明显下降,说明GO可以转移电子从而提高光催化性能.结合前面的分析,我们提出了N-BOC-GO光催化剂3D分层结构的形成和性能增强机制.在水热过程中,通过分子间相互作用使N-BOC自组装成块,随后在表面能最小化的作用下转化成3D微球.加入GO后,N-BOC和GO通过物理吸附使得N-BOC微球均匀分散在GO上,最后N-BOC-GO的形貌类似于玫瑰花和其叶子的组合.在可见光照射下,N-BOC产生电子-空穴对,电子从N-BOC表面转移到GO表面,表明GO可作为电子的收集者和传递者以有效分离电子-空穴对,延长载流子寿命.N-BOC价带上的空穴可以直接氧化NO或产生?OH氧化NO.此外,由于GO独特的特征,光催化反应发生在N-BOC催化剂表面和GO片上,从而提高了反应空间位点.故引入GO于N-BOC体系中可有效分离光生载流子和提高反应活性位点,从而显著提高可见光催化性能.     

铜离子(II)抑制Aβ 多肽聚集机理的分子模拟

大脑中淀粉样β多肽(Aβ)的纤维化沉积是Alzheimer氏症(AD)的一个关键性病理事件. 体外实验发现, 近生理浓度的锌离子即有很强的诱导Aβ 聚集的能力. 铜离子在一定条件下能够强烈地抑制锌离子诱导的Aβ 聚集. 铜离子作为体内锌离子的潜在抑制剂引起了人们的关注. 本文通过分子模拟法研究了铜离子抑制Ab聚集的可能机理. 在单环模式中发现Y10残基有明显的促螺旋化作用, [Cu-H13(Nπ)-Y10(OH)]配合物形成了局部准3.010螺旋结构. 在多环模式中发现Q15和E11残基的侧链协同配位使体系能量大幅降低, 变构效应显著. 配合物[Cu-3N-Q15(O)- E11(O1)]和[Cu-H13(Np)-Y10(OH)]由于变构为准螺旋构象, 极可能以可溶形式存在于溶液中. 另外, 发现氢键作用是Ab 聚集的主要驱动力. 以上结果将有助于进一步加深对铜离子与AD致病机制之间关系的理解并制定相应的“抗淀粉样沉积”的治疗策略.     

1,4-二巯基苏糖醇对溶菌酶淀粉样纤维化的抑制作用

蛋白质淀粉样纤维化是很多人类疾病的重要特征,筛选蛋白质淀粉样纤维化的抑制剂对于研究和开发相关疾病的治疗药物具有重要意义。本文采用溶菌酶作为模型,探索巯基化合物1,4-二巯基苏糖醇(DTT)对蛋白质淀粉样纤维化的抑制作用。结果表明,DTT对溶菌酶淀粉样纤维化具有较强的抑制作用,其IC50数值为17μmol.L-1。DTT抑制溶菌酶纤维化的作用与其巯基结构有关。在溶菌酶分子高级结构改变产生聚集和纤维化的过程中,DTT分子的巯基通过与溶菌酶的二硫键作用改变了多肽的构象,从而改变了溶菌酶纤维化的进程。     

拉曼光谱研究镍离子对鸡蛋清溶菌酶淀粉样纤维化动力学影响的浓度效应（英文）

本文采用拉曼光谱研究了Ni(Ⅱ)离子在高温和酸性条件下对鸡蛋清溶菌酶淀粉样纤维化动力学的影响.利用蛋白质三级和二级结构的拉曼光谱指针,检测分析了Ni(Ⅱ)离子对蛋白质三级结构展开和二级结构转化影响的浓度效应.结果证实了金属离子在动力学的加速作用.值得注意的是,通过对酰胺Ⅰ谱带的光谱分析并结合ThT荧光分析都表明,Ni(Ⅱ)离子对于形成有组织β-片层结构的淀粉样纤维有抑制作用,而在组装成其他无序结构的聚集体时,则会表现出显著的促进作用.本文为金属介导的蛋白质纤维化过程研究提供了参考信息.     

硒/氧化石墨烯/二氧化钛复合薄膜的制备及光电转换性质

将氧化石墨烯(GO)掺入钛酸溶胶中,以导电玻璃(ITO)为基底,经浸渍-涂覆-煅烧得到GO/TiO2复合薄膜;采用电沉积技术在GO/TiO2薄膜表面沉积Se纳米微粒,得到Se/GO/TiO2复合薄膜;利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了复合薄膜的形貌和晶体结构,采用紫外可见光谱仪测定了其光谱学性质,利用光电转换实验测定了其光电转换性质.结果表明,所制备的Se/GO/TiO2复合薄膜各组分分布均匀,具有锐钛矿相结构的TiO2颗粒粒径为20nm,与TiO2结合的GO具有分散片层结构,薄膜中的Se颗粒粒径为60～80nm.与此同时,在Se和GO的共同作用下,Se/GO/TiO2复合薄膜对可见光有很好的光电转换效应.     

氧化石墨烯/ZnO光催化剂制备及其降解抗生素性能

采用共沉淀法合成氧化石墨烯(GO)/ZnO片层复合光催化剂.通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜及紫外-可见漫反射光谱对复合光催化剂的结构和形貌进行表征.实验结果表明,ZnO颗粒附着在片层GO表面,复合光催化剂在可见光区的吸收强度增大.当可见光照射180 min,GO的加入量为12 mg时,GO/ZnO(...     

木质素磺酸钠在浓溶液中聚集行为的研究

利用流变和电导等实验手段研究了木质素磺酸钠(SL)在浓溶液中的聚集行为,讨论了无机盐(Na Cl、Na2SO4)、尿素及直链醇(甲醇、乙醇、正丙醇)对SL聚集行为的影响.结果表明,无机盐会促使较大SL聚集体的形成,而尿素可破坏聚集体的形成;少量直链醇加入将不利于SL聚集体的形成,但是过量醇的加入又会有利于SL聚集体的形成.从静电、氢键和疏水作用等不同角度对SL在浓溶液中的聚集行为进行了合理解释.     

取向对聚左旋乳酸/聚右旋乳酸复合物纤维结晶性能的影响

通过熔融纺丝的方法制备了PLLA/PDLA复合物初生纤维,在60℃拉伸获得高取向的牵伸纤维.采用X-ray散射为主要表征手段,结合差示扫描量热(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术,系统研究了不同初始结构的PLLA/PDLA复合物纤维在不同温度下的结晶行为,重点阐明了取向对PLA复合物纤维结晶结构的影响.结果表明,取向促进复合物纤维中立构晶的形成;将纤维升温至200℃停留3 min后,再进行降温,降温过程中,高度取向的牵伸纤维只有立构晶形成,而初生纤维则在150℃左右出现α晶,表明纤维中取向的立构晶会抑制α晶的形成.综合实验结果发现,通过低温牵伸初生纤维,然后高温(α晶熔点以上)退火,可制备出高取向且具有高立构晶含量的PLLA/PDLA复合物纤维.     

CdSe量子点/氧化石墨烯复合物对灿烂绿染料的光催化降解性能研究(英文)

纺织、塑料、造纸和纸浆等工业排放物中含有大量的有机染料,这些染料通常不可生物降解,从而产生了严重的环境污染问题.为了降解这些有机染料废弃物,人们迫切需要高效、廉价、稳定的有机物降解光催化剂.近年来,半导体光催化剂引起了人们的广泛关注,尤其是窄禁带半导体材料可以实现染料的高效降解.在半导体II–VI族中,CdSe具有合适的带隙(1.74 eV)和快速生成的电子-空穴对,被认为是光催化降解有机污染物的重要半导体材料.特别是当它与超高的电子导电性的碳基纳米材料结合时,光催化活性增强.本文采用一种简单的化学沉淀法成功合成了CdSe量子点与氧化石墨烯(GO)的复合材料.紫外-可见吸收光谱显示,CdSe量子点和CdSe/GO纳米复合材料的吸收边分别出现在583和556 nm处.与纯CdSe量子点相比,GO层上的CdSe量子点的尺寸减小,由于量子限制效应,CdSe/GO纳米复合材料的光吸收波长在蓝移,从而拓宽了CdSe/GO纳米复合物的光吸收范围.PL光谱图显示CdSe量子点的可见光区的强宽发光峰出现在缺陷态的603 nm,而在576nm处观察到CdSe/GO纳米复合材料的发射峰,峰位蓝移,光猝灭.GO表面上CdSe量子点的修饰改变了GO层间相互作用的范德华力和CdSe量子点与GO片相互作用的静电作用力.这些相互作用导致能级的变化,使得CdSe/GO纳米复合的发射峰蓝移.由于复合物中电子-空穴对的复合被抑制,CdSe/GO纳米复合材料的光致发光强度低于CdSe量子点,此对应于CdSe量子点到GO板的界面电荷转移.PL研究表明,GO修饰CdSe可促进电子-空穴对的分离.EIS测量方法进一步研究了CdSe量子点和CdSe/GO纳米复合材料的电荷输运行为.结果显示,加入GO后,CdSe量子点的阻抗值减小,表明GO的引入降低了电荷转移电阻,促进了其界面电荷转移.因此,CdSe/GO纳米复合材料具有较高的电荷分离效率,可以提高其光催化活性.拉曼光谱显示,由于CdSe量子点的激发,电子注入到GO中,使得CdSe/GO纳米复合物材料的拉曼光谱向更高的波数转移.通过BET性能测试,CdSe/GO纳米复合物的比表面积为10.4 m~2/g,比CdSe量子点的比表面积(5 m~2/g)增加了一倍.我们发现在太阳光的照射下,CdSe量子点和CdSe/GO纳米复合物对灿烂绿染料的光降解率分别为81.9%和95.5%,各自对应的光降解速率分别为0.0190和0.0345 min~(-1).CdSe/GO纳米复合物增强的光催化性能归因于具有较大的比表面积以及氧化石墨烯的加入促进了电子-空穴对的有效分离.     

磷酸在GO插层阶段的功能化调控及机理

针对氧化石墨烯(GO)制备过程中插层阶段的调控及机理研究对GO功能化应用于电极材料具有重要的研究意义.本文在改进Hummers法的基础上,向H₂SO₄插层剂中加入不同体积的H₃PO₄,制备了不同氧化程度的GO.利用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段,分析了不同氧化程度的GO的微观形貌、元素组成、氧化程度,以探究H₃PO₄在插层石墨过程中的作用机理;并采用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对不同H₂SO₄/H₃PO₄体积比下的GO进行电化学性能测试,分析了H₃PO₄对GO电化学性能的影响,以达到调控石墨的插层氧化从而提升GO导电性的目的 .结果表明,单一的H₂SO₄使GO基面上的邻位二醇过度氧化造成孔洞, H_...     

双酚A分子印迹聚醚砜纳米纤维膜的制备和识别性能的研究

采用静电纺丝技术制备双酚A分子印迹聚醚砜纳米纤维膜.利用聚醚砜功能基与模板分子的相互作用形成结合位,其结构在纺丝过程中被固定下来,模板分子去除后聚醚砜纳米纤维膜上就留下能选择性结合目标分子的结合位.研究了模板分子加入量、静电纺丝电压和溶剂等纺丝条件对纳米纤维膜印迹效果的影响.识别实验表明,10％双酚A的聚醚砜印迹纳米纤...     

硫黄素T对淀粉样β-蛋白质40聚集成核动力学的双重影响

荧光染料硫黄素T常用于淀粉样纤维聚集过程的定性定量检测。虽然有研究表明,某些抑制淀粉样蛋白质聚集的小分子抑制剂会与硫黄素T相互作用,影响其测试结果。但硫黄素T如何影响淀粉样蛋白质的聚集成核动力学尚不清晰。本文以淀粉样β-蛋白质40 (Aβ40)为模型,系统研究了硫黄素T对Aβ40聚集成核的影响。研究发现：硫黄素T能够显著改变Aβ40的聚集成核动力学,且影响程度与硫黄素T的浓度密切相关。即在低浓度硫黄素T存在下,Aβ40成核速率的延迟时间先随着硫黄素T浓度的升高而缩短,后随着硫黄素T浓度的升高延迟时间反而延长。但延伸的速率却随硫黄素T浓度的升高而缓慢增大。另外,硫黄素T基本不会影响Aβ40的二级结构和纤维形态。同时,等温滴定微量热实验结果表明,硫黄素T结合Aβ40之间的主要作用力为疏水相互作用。据此,本研究提出硫黄素T对Aβ40聚集成核动力学的双重影响机理。这些结果有助于进一步了解硫黄素T与淀粉样蛋白质的作用特点,为今后硫黄素T在Aβ40聚集成核动力学实验中的使用提供参考。