离子对人血清白蛋白影响的1H NMR研究

人血清白蛋白（HSA）上有很多的结合位点,对药物及内源性物质的运输有很重要的作用.由于HSA分子量大且结构复杂,核磁共振（NMR）谱图信号重叠严重,因此使用常规的NMR技术很难获得天然丰度HSA上结合位点的信息.我们通过新的谱编辑技术,将横向弛豫加权（T₂W）与RD-WaterLOGSY技术相结合（即T₂W-RD-WaterLOGSY）,观察到了天然丰度HSA表面的一些明显的特征信号,且这些信号的分辨率较高;通过pH滴定和2D ¹H-¹H TOCSY实验,我们对观察到的信号做了初步指认,发现部分信号来自于HSA表面的组氨酸;然后,我们通过这些特征信号研究了金属离子与HSA之间的相互作用.结果表明该技术可用于简化天然丰度HSA的谱线,在不对HSA进行突变的情况下,能反映了Zn²⁺与HSA的强结合作用以及结合位点等信息.     

链脲佐菌素影响大鼠脂肪酸代谢的NMR研究

脂代谢紊乱是心血管疾病等糖尿病并发症的公认危险因素,其早期检测是有效预防这些疾病的基础. 该文使用中等剂量链脲佐菌素(STZ)诱导的1型糖尿病大鼠模型,通过分析诱导后第5天和第12天的扩散加权¹H NMR谱, 研究了血浆脂肪酸组成的动态变化规律. 结果表明,STZ作用早期主要特异性损伤胰岛β-细胞,使机体产生1型糖尿病表型. 伴随病程的发展,血浆总不饱和脂肪酸与单不饱和脂肪酸含量增高,而多不饱和脂肪酸与单不饱和脂肪酸的比值降低. 这些说明STZ对机体脂肪酸代谢有显著影响,且血浆不饱和脂肪酸含量很可能是比甘油三酯与脂蛋白等更为灵敏的糖尿病发生发展筛查指标.     

二价金属离子与YycFN相互作用的NMR研究

YycGF最早发现于枯草芽孢杆菌,是与细胞存活密切相关的双组分信号转导系统存在于少量低鸟嘌呤和胞嘧啶(G+C)含量的革兰氏阳性菌中,包括金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌等人类病原菌,在外界环境刺激下,胞膜上的组氨酸激酶YycG通过自身组氨酸磷酸化活化,将磷酸根转移至反应调节蛋白YycF的N端调节区(YycF_N)使之磷酸化,调控下游基因表达,实现特定细胞应答反应.二价金属离子在双组分信号转导系统反应调节蛋白的磷酸化过程中起着非常关键的作用,但它们与YycF_N相互作用的机制尚不清楚.该文利用液体核磁共振(NMR)方法研究了Ca~(2+)、Mg~(2+)两种离子与YycF_N的相互作用,对详细的相互作用界面进行了分析,并计算了Ca~(2+)、Mg~(2+)与YycF_N的解离常数(K_d).发现金属离子的关键作用位点是Asp9、Asp16和Asp53等残基,蛋白的整体构象也发生了一定变化,为阐明二价金属离子在反应调节蛋白信号转导过程中的作用机制提供了重要线索.     

头孢噻肟与人血清白蛋白的相互作用机制

用光谱技术研究人血清蛋白(HSA)与头孢噻肟(CTX)分子间结合作用机制, 头孢噻肟与β-内酰胺酶的亲和力。由Lineweave-Burk双倒数作图法确定了该反应的解离常数K_d=1.22×10-4,用同步荧光技术考察头孢噻肟对人血清蛋白构象的影响。依据Frster非辐射能量转移机制,得到给体-受体间的结合距离和能量转移效率,确定了头孢噻肟与人血清白蛋白以疏水作用为主。认为头孢噻肟对β-内酰胺酶稳定性与药物结构有关;抗菌活性和抗生素效力与能量转移效率和解离常数有关。同步荧光技术考察头孢噻肟对人血清蛋白构象的影响。     

2,4-二氯苯酚与人血清白蛋白的相互作用研究

通过2,4-二氯苯酚与人血清白蛋白结合反应的光谱学特征,探讨2,4-二氯苯酚与人血清白蛋白的结合反应机制;应用荧光光谱法和吸收光谱法,根据荧光猝灭数据,由Stern-Volmer方程和采用lg[(F0-F)/F]对lg[Q]作图,进行一元线性回归处理求出2,4-DCP与HSA的猝灭常数(Kq)、结合常数(Ksv)和结合位点数(n)及反应热力学参数;荧光静态猝灭常数Kq=3.713×1013L·mol-1·s-1,结合常数为2.743×106L/mol、结合位点数为n=1;2,4-二氯苯酚对人血清白蛋白内源荧光的猝灭机制,主要是通过疏水作用力,形成了无荧光特征的复合物所引起的静态荧光猝灭。     

Alpha-突触核蛋白与完整线粒体相互作用的NMR研究

天然无结构蛋白alpha-突触核蛋白（α-synuclein）能影响线粒体的形态、动力学及损害线粒体正常功能,被认为是帕金森症的致病机制之一.α-synuclein与线粒体模拟膜及分离提取的完整线粒体的相互作用研究是理解该蛋白如何影响线粒体的有效途径.文献报道α-synuclein能与磷脂模拟的线粒体内膜相互作用却不与模拟的外膜相互作用,且N端在与线粒体的结合中扮演重要角色,但具体的作用位点仍不十分清楚.本文利用核磁共振（NMR）方法研究了α-synuclein与大鼠肝脏中分离的完整线粒体的相互作用,发现α-synuclein能与线粒体外膜相互作用,且作用区域位于α-synuclein N端的前60个氨基酸残基.这一结果与文献报道并不相同,可能是因为α-synuclein与线粒体外膜的作用不仅依赖于膜组分,可能也和膜的曲率或膜上其他组分等相关,而这些是模拟膜所不易体现的.同时,我们的研究也证实NMR是研究蛋白质与分离完整线粒体相互作用的有效方法.     

马兜铃酸与人血清白蛋白相互作用的荧光光谱研究

采用荧光光谱技术研究了模拟生理条件下马兜铃酸与人血清白蛋白(HSA)的相互作用.结果显示:马兜铃酸与人血清白蛋白有强的结合,结合位置与色氨酸残基间的距离r为2.5nm,二者间的结合是疏水和静电力共同作用的结果.     

蒜氨酸与牛及人血清白蛋白的相互作用

运用荧光光谱和同步荧光光谱法,研究在pH 7.40的Tris-HCI缓冲体系下,蒜氨酸与牛血清白蛋白(BSA)和人血清白蛋白(HSA)的相互作用。采用荧光分光光度计,以280 nm为激发波长,扫描300～500 nm范围的荧光发射光谱;分别设置波长差Δλ=15 nm和Δλ=60 nm扫描同步荧光光谱图;用Stem-Volmer和Lineweaver-Burk方程及热力学方程处理数据。荧光光谱法结果表明蒜氨酸能猝灭BSA及HAS的荧光;得到蒜氨酸与BSA反应的结合常数在298和310 K时分别9.81×102和6.15×102 L·mol-1;与HSA反应的结合常数在298和310 K时分别2.21×102和6.84×102 L·mol-1;蒜氨酸与两种蛋白的反应均为自发进行;与BSA的作用力为静电作用而与HSA的作用为疏水作用力;同步荧光光谱表明,蒜氨酸与BSA作用过程中主要影响酪氨酸残基,对HSA中的两种氨基酸残基均有影响。实验结果为研究蒜氨酸与生物小分子物质相互作用的机制提供了一定的理论依据。     

头孢哌酮与人血清白蛋白相互作用机制

用光谱方法研究人血清白蛋白(HSA)与头孢哌酮 (CPZ)分子间结合作用机制,头孢哌酮与β-内酰胺酶的亲和力。由Lineweave-Burk双倒数作图法确定了该反应的解离常数(15 ℃)K_d=1.10×10-4,(37 ℃)K_d=0.85×10-4。依据Frster非辐射能量转移机制,得到给体-受体间的结合距离和能量转移效率;确定了头孢哌酮与人血清白蛋白以静电作用为主。认为头孢哌酮对β-内酰胺酶稳定性与药物结构有关;抗菌活性和抗生素效力与能量转移效率和解离常数有关。同步荧光技术考察头孢哌酮对人血清蛋白构象的影响。     

头孢克罗与人血清白蛋白相互作用机制

以光谱技术研究了人血清白蛋白 (HSA)与头孢克罗分子间结合作用机制。由Lineweave Burk双倒数作图法确定该反应的解离常数 Kd =1 2 2× 10 -4,用同步荧光技术考察了头孢克罗对人血清白蛋白物象的影响。依据Forster非辐射能量转移机制 ,得到给体 受体间的结合距离和能量转移效率。头孢克罗与人血清白蛋白以疏水作用为主。抗生素效力与能量转移效率和解离常数有关。     

PSSS50-b-PNIPAM300嵌段共聚物在二元溶剂中自组装的NMR研究

本文结合核磁共振（NMR）、动态光散射（DLS）和透射电子显微镜（TEM）等表征方法,对自主合成的聚阴离子型温敏嵌段共聚物—聚（苯乙烯磺酸钠）-b-聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PSSS₅₀-b-PNIPAM₃₀₀）在纯水、水/甲醇以及水/丙酮三种溶剂中的温度响应性和自组装行为进行了系统研究.结果发现PNIPAM链段在水/丙酮以及水/甲醇二元溶剂中的临界溶解温度（LCST）比在纯水溶液中略低,而在水/丙酮体系中的塌缩程度却明显低于纯水和水/甲醇体系.同时,PSSS₅₀-b-PNIPAM₃₀₀在不同溶剂体系中的聚集形貌也存在显著差异,表明加入有机溶剂小分子可以有效地调控温敏嵌段共聚物在水溶液中的自组装过程和聚集形貌.     

正丁醇/丙酸与腐殖酸相互作用的NMR研究

由于制备液体燃料的费托合成工艺在合成过程中排放的费托反应生成水通常含有水溶性含氧化合物,例如醇、醛、酮和羧酸.费托反应生成水酸性强、成分复杂、种类繁多,因此需处理后才能排放.本文以核磁共振（NMR）为主要技术手段,以正丁醇和丙酸作为费托反应生成水中水溶性有机成分的模型化合物,研究了腐殖酸（HA）对费托反应生成水的吸附作用.¹H NMR滴定实验和¹H弛豫时间测定结果显示：随HA浓度增大,正丁醇质子信号变宽,但化学位移未变;丙酸质子信号变宽,且化学位移向高场移动;正丁醇和丙酸的¹H自旋-晶格和自旋-自旋弛豫时间均降低,分子相关时间增大.HA与正丁醇、丙酸的结合百分比表明HA对正丁醇的吸附作用大于丙酸.增加HA浓度有利于HA与正丁醇相互作用,但溶液pH值对HA（20 mg/mL）与正丁醇相互作用影响较小;另一方面,增加HA浓度、降低溶液pH值均有利于HA与丙酸相互作用,且HA浓度对相互作用的影响高于溶液pH值.本研究表明HA用于吸附处理费托反应生成水有效,且过程简单、价格低廉,在工业应用中具有潜力.     

双过氧钒配合物与2-甲基咪唑相互作用的NMR研究

为探讨过氧钒配合物上有机配体对反应平衡的影响,在模拟生理条件下（0.15 mol/L NaCl溶液）应用多核（¹H, ¹³C, 和⁵¹V）多维（COSY和DOSY）NMR以及变温技术等谱学方法研究双过氧钒配合物[OV(O₂)₂L]^n- {n=1~3, L=oxalate （缩写为oxa）, picolinate（缩写为pic）, bipyridine（缩写为bipy）, 和1,10-phenanthroline（缩写为hen）,与它们配位的含钒物种分别缩写为bpV(oxa), bpV(pic), bpV(bipy)和bpV(phen)}与2-甲基咪唑（缩写为2-Me-Imi）的相互作用,实验结果表明2-Me-Imi与4种双过氧钒配合物的反应性从强到弱的顺序为：bpV(oxa)>bpV(pic)>bpV(bipy)>bpV(phen). 研究表明金属中心上配体的配位能力和空间位阻都对反应平衡产生较大的影响, 同时竞争配位的结果导致新的六配位的过氧物种[OV(O₂)₂(2-Me-Imi)]-的生成.     

天然丰度的N-磷酰化氨基酸的15N NMR 研究

采用¹⁵N-¹H的2D HSQC、HMBC实验方法,测定了天然丰度的N-磷酰化氨基酸样品在溶液中的¹⁵N化学位移δ_N及偶合常数J_N-P,J_N-H. 实验表明：对于¹⁵N天然丰度样品,这是一种快速有效的实验方法. 研究发现：N-酰化后的氨基酸,其δ_N以及与氮原子直接相连的质子¹H的化学位移均发生十分明显的高场位移,而偶合常数¹J_N-P,¹J_N-H的变化与化合物构型相关联 .     

季戊四醇硬脂酸酯同系物的结构解析

通过多种核磁共振（NMR）技术（包括¹H NMR、定量¹³C NMR、DEPT135、¹H-¹H COSY、¹H-¹H NOESY、¹H-¹³C HSQC和¹H-¹³C HMBC）技术,对季戊四醇硬脂酸酯润滑剂的组成进行了表征.结果表明：该润滑剂主要成分是单季戊四醇四硬脂酸酯,同时还含有少量的单季戊四醇三硬脂酸酯、单季戊四醇双硬脂酸酯、双季戊四醇硬脂酸酯和三季戊四醇硬脂酸酯,以及微量的多季戊四醇硬脂酸酯.     

2-酮基-L-古龙酸结构发生改变的核磁共振研究

发现并揭示了2-酮基-L-古龙酸在许多种溶剂中发生了结构改变,该物质在室温条件下,无需施加任何外力因素,分子中极易发生分子内成环结构变化:分子中的羰基(-C=O)双键断开变单键,形成了2,5位半缩醛五元环衍生物,使分子内出现了O-C-O基团,其标题化合物的核磁共振碳谱(13C NMR)羰基特征峰的化学位移(约200)变到了96,核磁共振2D HMBC异核相关谱,充分证明了2-酮基-L-古龙酸发生的分子内环合成衍生物的主要产物是五元环的2,5位半缩醛衍生物,而非六元环的2,6位半缩醛衍生物.     

基于哈德曼编码的新型高分辨定域谱

核磁共振（NMR）技术作为一种非植入无损伤的检测技术,已经广泛应用于化学、生物和医学等领域.本文基于哈德曼（Hadamard）编码的分子间单量子相干（iSQC）技术提出了一种新的序列,首先从理论上对该序列进行了简要的分析并阐明其原理,然后用套管模型实验和脑模型实验验证该序列在不均匀磁场下准确定域和快速获取高分辨谱的能力.实验表明,该序列在不均匀磁场下可以快速获取高分辨定域谱,同时抑制溶剂峰信号,具备一定的应用价值.     

利用低温NMR技术测定木材及其热处理材纤维饱和点

实验基于核磁共振技术（Nuclear Magnetic Resonance,NMR）检测的无损性,利用低场NMR技术测定热处理前后花旗松的纤维饱和点（Fiber Saturation Point,FSP）.在-3℃和25℃条件下,对CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脉冲测得的信号进行横向弛豫时间（T²）分析,对比试样冷冻前后信号反演峰面积,确定试样吸着水饱和含量,得到不同热处理条件下花旗松的纤维饱和点依次为38.76%（对照材）、32.82%（180℃热处理）、29.40%（200℃热处理）、24.90%（220℃热处理）.实验结果表明,热处理温度越高,纤维饱和点越低.该结果测试结果与木材学理论相符,表明NMR技术可应用于快速确定木材纤维饱和点.     

Conceptual Design Study of a Novel Gyrotron for NMR/DNP Spectroscopy

In this paper we present some initial results from a conceptual design study focused on the development of a novel frequency tunable gyrotron for nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy with signal enhancement based on the utilization of high field radiation and dynamic nuclear polarization (DNP) technique. The first variants of both the electron optical system and the resonant cavity which have been designed aiming continuous frequency tunability in a broad frequency band are presented and discussed. The selected method for frequency tunability is based on the excitation of higher order axial modes and smooth transition between them. It was selected after a critical examination of the known theoretical and practical results related to the frequency control in gyrotrons. It is believed that the current conceptual design is an appropriate basis for development of the next (optimized) design which will include also a detailed design of other components (mode converter, output window etc.) and magnetic circuit (superconducting magnet and supplementary solenoids) as well as for the overall mechanical design and fabrication of the prospective gyrotron.