多变鱼腥藻中藻红蓝蛋白内能量传递机制的研究

通过利用稳态光谱技术,光谱解叠技术和时间分辨荧光光谱技术对PEC单体内的能量传递过程进行详细研究.结果表明:在PEC单体内.α亚基上的PVB发色团可以将激发能传递给β亚基上的2个PCB发色团上;其能量传递时间常数分别为34.7和130ps;1.57us的组分归属为β亚基上PCB发色团终端发射;515ps的组分可初步指认为β亚基上两个PCB发色团间的能量传递时间常数.     

C-藻蓝蛋白复合物能量传递过程动力学

藻类天线系统是多种藻胆蛋白和连接蛋白巧妙构成的有机功能体 .目前藻类天线系统中多种藻胆蛋白高分辨晶体结构已获得测定 ,但这些结构只是来源于孤立态的藻胆蛋白 ,因而 ,藻胆蛋白复合物的研究是了解不同藻胆蛋白之间联系的有效途径 .鉴于目前实验方法的困难 ,利用计算机模拟方法研究了C 藻蓝蛋白复合物内能量传递过程 .计算结果显示出复合物内能量传递的主要途径和动态性质 ;同时通过系统内 2个C 藻蓝蛋白六聚体盘之间激发能传递随时间的分布 ,发现快速的激发能盘间传递过程 .根据时间分辨光谱对激发能传递时间的定义 ,当以零时刻理想δ脉冲光激发第 1个盘中的色团时 ,第 2个盘内激发能上升时间仅几个皮秒 ;第 3盘的激发能上升时间小于 2 0ps .这些结果第一次直观显示出盘间传递的快速过程 ,为完整藻类天线内进行的快速、高效的能量传递提供了合理的解释 .     

藻胆体发射终端能量传递过程的研究

利用超快速时间分辨光谱研究了蓝绿藻藻胆体的２个变藻蓝发射终端（ＡＰＢ,ＡＰＩ）单体和三聚体内的能量传递过程,探测到ＡＰＢ和ＡＰＩ单体的两组亚基α＾ＡＰ／β＾ＡＰ和α＾ＡＰＢ／β＾ＡＰ间的能量传递时间常数分别为３０ｐｓ和１９４ｐｓ。ＡＰＢ和ＡＰＩ三聚体所共有的９－３２ｐｓ的短寿命组分来源于同一单体内能量由α＾ＡＰ向βＡＰ的传递过程。     

变藻蓝蛋白中能量传递过程的计算机模拟

藻胆体的变藻蓝蛋白 (allophycocyanin ,APC)核外联天线杆 ,内接光合反应中心 ,在能量传递中起着承上启下的作用 .根据X射线晶体结构数据和变藻蓝蛋白亚基的吸收和荧光光谱 ,以计算机模拟方法研究变藻蓝蛋白单体和三聚体中的能量传递过程 .计算结果表明 :变藻蓝蛋白单体中两个亚基之间能量传递性质与C 藻蓝蛋白 (C phycocyanin ,C PC)相似 ;而在三聚体时则与C 藻蓝蛋白三聚体有根本的区别 .无论什么聚集态 ,C 藻蓝蛋白中β84色团总是主要的荧光发射体 ;而在变藻蓝蛋白中α84则成为主要的荧光发射体 .这与C 藻蓝蛋白中能量传递的基本单元是六聚体而在变藻蓝蛋白中为三聚体的事实一致 .由此可以推断变藻蓝蛋白中 2个三聚体是以α84相接的面面接近方式 ,因而 2个三聚体间能量传递主要靠α84色团实现 .变藻蓝蛋白这种特殊性是保证其高效传能功能的关键     

77K下藻胆体模型复合物能量传递过程

利用多变鱼腥藻的藻胆蛋白（ＰＥＣ,ＰＣ和ＡＰＣ）重组出具有完整捕光系统和惟一终端发射基团的ＰＢＳ模型复合物ＰＥＣ／ＰＣ／ＡＰＣ,用超快速时间分辨光谱研究了 ７７Ｋ下重组复合物内能量传递的过程和机制．通过对不同探测波长下复合物激发态衰减曲线的拟合,讨论了不同色团间能量传递关系,尤其是能量在杆与核间的传递关系．探测到复合物杆中两个ＰＥＣ三聚体之间的能量传递时间常数为 ２９ｐｓ; ＰＥＣ六聚体与 ＰＣ六聚体间传递时间常数为 １２ ｐｓ;能量由杆向 ＡＰＣ核传递的时间常数为 ５１ ｐｓ．     

C-藻蓝蛋白六聚体内能量传递途径及其机制

利用皮秒级时间分辨荧光各向同性和各向异性光谱技术对C 藻蓝蛋白六聚体内的能量传递过程进行了比较详细的研究 .从实验上证实 :在孤立的六聚体内 ,连接 2个C PC三聚体的能量通道是由以 1 β15 5 6 β15 5 和 2α84 5α84为代表的两条途径来承担的 ,并且其能量传递的时间分别为 2 0和 1 0 ps左右 ;所探测到一个 45ps左右的时间常数来源于该六聚体内同一C PC三聚体内 3个简并β84 PCB发色团间的能量传递过程 .这些能量传递的作用机制可用F rster偶极 偶极机制来描述     

甜菜碱与藻胆蛋白超分子复合体相互作用的分子机制

甘氨酸甜菜碱是具有重要生物学意义的生物小分子,它可以保护细胞、蛋白和酶的结构功能完整性,也会导致蛋白超分子结构松散、功能钝化,这两种相反作用的分子机制尚不清楚．本文以超分子藻胆蛋白和藻胆体为模型,证明甜菜碱导致超分子藻胆体结构松散、各组份能量失耦合,最敏感的作用位点是核．膜连接多肽,其次是杆一核连接多肽．C－藻蓝蛋白三聚体与单体对甜菜碱的相应完全不同,前者结构松散而后者相对聚集．甜菜碱屏蔽静电吸引力导致结构松散但强化基元蛋白之间的疏水作用力是两种相反现象的本质,甜菜碱最终导致C－藻蓝蛋白三聚体和单体相同的光谱特征是两种机制的“折中”．     

藻胆体核心复合物结构与功能的研究（Ⅱ）

从螺旋藻藻胆体中分离出４种不同种结构和光谱形式的变藻蓝蛋白复合物ＡＰＩ、ＡＰⅡ、ＡＰⅢ和ＡＰＢ，利用吸收光谱、荧光光谱比较了三聚体和单体的光谱特性，通过对吸收光谱的光谱解叠以及各组分的归属，研究了变藻蓝蛋白复合物内各色团间相互作用的性质和在能量传递中的功能，结果表明，复合物内色团间的作用关系可以用Ｆｏｒｓｔｅｒ偶极－偶极作用机制来解释，由于妆蛋白和同源亚基的存在影响其结构的对称性，进而影响各色团间     

螺旋藻藻胆蛋白的荧光寿命、量子产率及其光谱学特性

具有不同聚集态的藻胆蛋白有着不同的摩尔消光系数。这些聚集态决定了引起各藻胆蛋白之间光谱特性差别的藻蓝胆素发色团的构象。研究结果表明,在高聚态的C-藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白中,由蛋白质——发色团之间相互作用调制的发色团的构象,对太阳能的吸收和激发能转移到光合反应中心的过程可能有重要作用。     

光合原初过程的计算机模拟研究——Ⅴ.藻红蓝蛋白中的能量传递

用计算机模拟方法研究藻红蓝蛋白中的能量传递过程。藻经蓝蛋白(PEC)的结构与C-藻蓝蛋白(C-PC)相似,因而两者表现出若干相似的性质;二蛋白之间的主要差别在于。亚基上的色团,在PEC中它是藻紫胆素色团,在C-PC中它是藻蓝胆素色团。这一差别,使PEC中的能量传递过程表现出特殊性。模拟计算结果表明:(1)PEC中的0_(84)色团成为比B_(155)色团功能更强的增感色团,它把能量转移到其它色团,本身极少发荧光。(2)PEC三聚体中仅有相邻单体中的0_(84)→B_(84)的传递时间常数小于1ps,因此,用fs(飞秒)级时间分辩光谱应能准确地得到这一传递的时间常数。(3)由于醚_(84)的特性,使其它色团的作用也相对地发生了变化,PEC中的1B_(155)→6B_(155)传递途径成为联系两个三聚体间能量传递的主要通道;p_(84)和e_(155)发射荧光份数都比C-PC时有很大的增加,其中,80％的总荧光由B_(84)色团发射。(4)由于p_(84)→o_(84)的传递的效率降低,快速传递对中二色团间的激发能传递次数比在C-PC中有很大的减少。(5)相比而言,PEC要比C-PC能更好地吸收与利用光能。     

以聚醚链相连的萘甲酸酯-氨基吖啶体系的合成及分子内能量传递研究

本文分别用聚三乙二醇及聚四乙二醇柔性链将α-萘甲酸与9-氨基吖啶连接起来,合成了新型二元发色团分子体系,发现在两个体系中,选择性激发α-萘甲酸酯,都可以发生从α-萘甲酸酯到9-氨基吖啶的高效率的单重态-单重态能量转移,并讨论了溶剂极性对能量传递效率的影响。     

红藻条斑紫菜R-藻红蛋白中的能量传递过程

本文通过对条斑紫菜R-PE(藻红蛋白)及其α-β-γ亚基的吸收光谱和荧光光谱进行计算机解叠,研究了R-PE内发色团之间的能量传递过程,并对R-PE及亚基内的各发色团进行了“s”和“f”型的指认。发现在亚基中为“f”型的发色团在R-pE(αβ)₆γ中起着“s”型发色团的作用,且将能量传递给最后的“f”型发色团。荧光激发偏振光谱进一步证明了R-PE内的能量转移过程与计算机解叠的结果一致。     

冠醚取代蒽醌超分子体系的设计与合成及分子内能量转移的研究

大环冠醚由于其自组装性能及分子识别能力而引起人们广泛的重视.近来,冠醚又成为在超分子体系中用于建构主体分子的一种重要的建造单元^[1~4].Costa^[5]等曾报道苯并冠醚与被识别的稀土离子铕(Ⅲ)与铽(Ⅲ)之间的能量传递过程,选择性激发冠醚主体观察到稀土离子的发光.由于二氮杂冠醚与稀土离子能形成更稳定的配合物^[6].我们利用了冠醚分子的分子识别能力及蒽醌分子的光敏性,设计合成了一种新的氮杂冠醚取代蒽醌分子(图1)(以下文中用代号AQ-CW表示),并以该分子作为主体分子,以稀土离子作为客体构成超分子体系,研究超分子体系内的能量转移过程.     

以共价键相连的卟啉-酞菁化合物分子内能量传递及光诱导电子转移

合成了叶啉与酞菁以共价键连接起来的双发色团分子。测定了它们的吸收光谱,荧光光谱,荧光寿命等。计算了分子内能量传递过程的效率(φ_EnT)及速率常数(κ_EnT)。结果表明:在稀溶液中,卟啉与酞菁等克分子混合时,观察不到分子间能量传递过程现象的发生;而双发色团分子的分子内能量传递过程则明显发生了,其效率(φ_EnT=13～70%)与速率常数(κ_EnT=1.2×10⁷～2.0×10⁸s^-1)取决于分子的结构类型。电子转移与能量传递过程与介质性质有关。在极性溶剂中有利于电子转移过程的进行,而不利于能量传递过程;在非极性溶剂中,则有利于能量传递过程的进行,而不利于电子转移。 选择性激发酞菁发色团,观测到了只有电子转移发生的过程,其电子转移效率达到38%。     

冠醚连接的给体-受体化合物中分子内远程三重态能量传递

本文合成了用冠醚连接的二苯酮基(给体)和萘基(受体)的二元化合物,用稳态和时间分辨光谱研究了该化合物分子内远程三重态能量传递,证实当冠醚络合钠离子以后,可以发生有效的分子内远程三重态能量传递,对传递机制进行了讨论。     

蒽醌冠醚铕离子络合物分子内能量转移

研究了蒽醌冠醚及其铕离子络合物的光物理性质 .研究结果表明 ,选择性激发铕离子络合物中的蒽醌冠醚能发生分子内能量转移 ,观察到铕离子的发光 .荧光衰减测试表明由于冠醚的包络作用使得铕离子络合物的荧光寿命较未络合铕离子的寿命有所延长 .向蒽醌冠醚铕离子络合物的甲基四氢呋喃溶液中加入水后 ,其荧光强度明显减弱 ,这说明了蒽醌冠醚对铕离子的络合作用不完全 ,未能有效地阻挡水和溶剂对铕离子的影响 .     

分子内电荷转移化合物的光谱和光物理

近年来,分子内电荷转移化合物光物理行为的研究受到了广泛的注意,这是由于这类化合物分子的发光性能强烈地受其周围溶剂性质的影响.它们常被考虑作为研究溶剂-溶质间相互作用以及溶剂分子弛豫的有效探针化合物.Loutfy等曾对被束缚的及未被束缚的N,N-二甲基氨基苄叉二腈类化合物的光物理行为作过详细研究.指出它们的荧光量子产率和该类化合物分子的刚性以及和母体环境的粘度、温度及物理化学性质等密切有关,它们     

多足开链化合物的分子内光诱导电子转移及pH对其荧光的影响

本文合成了含有1～3个萘基取代的脲类柔性开链化合物.通过对该类化合物在溶液中的光物理行为以及受溶液酸度影响的比较研究,发现多足化合物的发光性质强烈地依赖于化合物本身存在的构象形式;同时观察到以叔胺为骨架的三足化合物存在分子内光诱导电子转移反应(PET),且这一过程强烈地依赖于介质的pH值;而叔胺基的氮原子质子化将会减弱这一PET过程.     

以聚醚链相连的9-氨基吖啶、苯甲酸酯二元体系的合成及分子内光诱导电子转移反应

本文用聚四乙二醇柔性链将9-氨基啶和不同取代基的苯甲酸酯连接起来,合成了一类新型二元分子体系。对各体系中9-氨基啶的电子转移荧光猝灭进行了研究,并根据稳态荧光猝灭计算了体系中的荧光猝灭效率和荧光猝灭速率常数。