一种新型贝壳基质蛋白的重组表达与功能分析

贝壳是在贝壳基质蛋白的调控下形成的生物矿化产物,也是生物工程和生物材料学研究的重要对象。贝壳基质蛋白通过调控碳酸钙晶体的成核和生长过程,使贝壳形成有规则的纳米结构并赋予贝壳极强的力学性能。在厚壳贻贝肌棱柱层中鉴定到一种新型贝壳基质蛋白,因其富含谷氨酰胺而被命名为富含谷氨酰胺的贝壳蛋白（Glutamine-rich shell protein,GRSP),该蛋白序列中含18.2%的谷氨酰胺以及PDZ (Postsynaptic density/Discs large/Zonula occludens)和ZM (ZASP-like Motif)结构域。为了解GRSP在生物矿化过程中的分子机理,在序列分析的基础上,采用密码子优化结合原核重组表达策略,获得重组厚壳贻贝GRSP;进一步利用扫描电镜和傅里叶红外光谱,分析重组GRSP对方解石型以及文石型碳酸钙晶体在形貌和晶型方面的影响;同时,利用沉淀法分析重组GRSP对碳酸钙结晶速度的影响以及与碳酸钙晶体的结合作用。结果表明,重组GRSP可诱导文石型碳酸钙晶体发生形貌变化,并对方解石型碳酸钙晶型产生影响。此外,重组GRSP表现出与碳酸钙结合的活性并能抑制方解石型碳酸钙晶体的结晶速度。上述结果表明,GRSP蛋白可能对贝壳的形成及发育具有重要影响并在贝壳肌棱柱层的形成中发挥重要作用。     

一种新型贝壳基质蛋白的重组表达与功能分析

贝壳是在贝壳基质蛋白的调控下形成的生物矿化产物,也是生物工程和生物材料学研究的重要对象。贝壳基质蛋白通过调控碳酸钙晶体的成核和生长过程,使贝壳形成有规则的纳米结构并赋予贝壳极强的力学性能。在厚壳贻贝肌棱柱层中鉴定到一种新型贝壳基质蛋白,因其富含谷氨酰胺而被命名为富含谷氨酰胺的贝壳蛋白（Glutamine-rich shell protein,GRSP),该蛋白序列中含18.2%的谷氨酰胺以及PDZ (Postsynaptic density/Discs large/Zonula occludens)和ZM (ZASP-like Motif)结构域。为了解GRSP在生物矿化过程中的分子机理,在序列分析的基础上,采用密码子优化结合原核重组表达策略,获得重组厚壳贻贝GRSP;进一步利用扫描电镜和傅里叶红外光谱,分析重组GRSP对方解石型以及文石型碳酸钙晶体在形貌和晶型方面的影响;同时,利用沉淀法分析重组GRSP对碳酸钙结晶速度的影响以及与碳酸钙晶体的结合作用。结果表明,重组GRSP可诱导文石型碳酸钙晶体发生形貌变化,并对方解石型碳酸钙晶型产生影响。此外,重组GRSP表现出与碳酸钙结合的活性并能抑制方解石型碳酸钙晶体的结晶速度。上述结果表明,GRSP蛋白可能对贝壳的形成及发育具有重要影响并在贝壳肌棱柱层的形成中发挥重要作用。     

褶纹冠蚌硫氧还蛋白基因克隆及空间结构分析

运用RACE-PCR方法从褶纹冠蚌血细胞中克隆出硫氧还蛋白(Trx)的cDNA。结果表明褶纹冠蚌TrxcDNA序列全长为1 169bp,其中5′非编码区(UTR)长11bp,3′非编码区长840bp,含有PolyA尾和典型的腺苷酸信号序列AATAAA,开放阅读框长度为318bp,编码105个氨基酸。预测蛋白质分子量为11.6kDa,等电点为5.38,未发现有信号肽。氨基酸序列中含有1个Thioredoxin结构域(T3-K104),区域内包含一个保守的CGPC活化位点。序列同源性比较结果显示褶纹冠蚌Trx与太平洋牡蛎和紫贻贝的氨基酸序列一致性分别为56%、52%。预测的Trx空间结构由5个β折叠和4个α-螺旋组成,α-螺旋包围β折叠形成紧密的球形,这一结构与人的Trx空间结构相似。     

贻贝壳在不同方法下合成羟基磷灰石多孔微球的性能研究

选用舟山市贻贝壳为原料制备羟基磷灰石(HA)多孔微球, 球形HA较其他形状的HA有更多的药物和金属负载量, 可以合成特殊的功能性材料. 实验过程为: 采用贻贝壳提取CaCO₃, 以贻贝壳的CaCO₃为原料用水热法、沉淀法、十六烷基三甲基溴化铵模板剂法及反相微乳液法制备HA, 经比较确定可行方案, 并对制备出的样品进行银离子吸附实验. 研究结果表明: 通过扫描电子显微镜表征观察得出水热法制备的产物为球形; X射线粉末衍射仪和傅里叶红外光谱仪测得水热法制得的产物为HA, 其他产物为方解石型CaCO₃/HA复合材料; 比表面积及微孔孔隙分析表征得出水热法制备的产物介孔结构和比表面积最优; 电感耦合等离子体发射光谱仪检测产物的钙磷比及载银量, 确定水热法制备的样品为缺磷型HA, 该HA的银离子吸附率达75.10%. 表明贝壳制备HA多孔微球是可行的, 采用水热法可将贝壳CaCO₃合成球形多孔HA, 且在转化程度和载银效果方面较其他方法更有优势.     

水溶性Al_(13)晶体的制备及表征

结合SO2-4/Pb2+沉淀置换法和二氧六环沉淀法得到了一种类长方体的块状Al13硝酸盐晶体,并与乙醇-二氧六环沉淀法制得的八面体构型的Al13盐酸盐晶体及文献已报道的正四面体的硫酸盐晶体进行了分析比较.X射线衍射图谱结果表明,Al13盐酸盐为单斜晶系,Al13硝酸盐为正交晶系.阴离子的种类不同会导致Al13晶体的晶格尺寸、晶间间距、晶体构型和溶解度等的不同,可以从阴离子的角度来研究Al13的结构和性质.     

球形纳米复合方解石型碳酸钙的合成及表征

采用两亲嵌段共聚物聚丙烯酸-苯乙烯（PS-b-PAA）水溶液为介质合成了球形碳酸钙复合物,球形直径约3～4μm,由纳米级方解石微粒通过PS-b—PAA的有机键合紧密团聚而成．通过电镜、XRD、IR和差热热重分析复合物的微晶结构性质表明,复合物中有机质质量分数约为14％;其中的方解石微晶约几十纳米,较之普通碳酸钙晶体有更大的晶格畸变;热分解行为提前约15℃,红外V3吸收蓝移约10cm^-1．     

天然聚多糖结构化食品级乳液的制备与表征

以食用玉米油为油相,采用SPG膜(shirasu porous glass)高压均质器制备了稳定的乳球蛋白乳液,并利用界面静电沉积作用制备了乳球蛋白-海藻酸-壳聚糖结构化乳液体系.利用静态光散射和光学显微镜表征了结构化乳液的粒径、电位和微观结构.实验结果显示,SPG膜能制备出均一的乳液颗粒(7.8±0.1)μm;天然聚多糖经过界面静电沉积在乳液颗粒界面形成的复合多层结构改善了蛋白质乳液的稳定性;通过改变天然聚多糖的浓度,可以得到稳定的结构化食品级乳液.     

与量子尺寸和几何相关的PbSe/CdSe/ZnSe量子点量子阱的自发辐射

本文研究了双壳层核壳结构量子点带间自发辐射特性,采用有效质量近似理论计算了球形和圆柱形PbSe/CdSe/ZnSe核壳结构量子点的本征能量和本征波函数以及系统能级Ec1和Ev1之间的自发辐射.进一步讨论了球形PbSe/CdSe/ZnSe量子点中,CdSe壳层厚度对自发辐射谱的影响以及柱形PbSe/CdSe/ZnSe量子点中,CdSe壳层厚度和圆柱体的高度变化对自发辐射谱的影响.分析结果表明,球形量子点的壳层厚度增加对导带和价带最低能级间的自发辐射率没有太大的影响.而圆柱形量子点的壳层厚度和高度的增加都会导致量子点系统导带和价带最低能级间的自发辐射率谱的蓝移.     

沉积原子入射对外延铝薄膜中失配位错形成的诱发作用

运用分子动力学方法模拟研究了沉积原子的不同落点对外延铝薄膜中失配位错的诱发作用.铝原子间相互作用势为嵌入原子法(EAM)多体势.模拟结果显示,在600 K下15个原子层厚失配度为-0.06的外延铝膜中,沉积原子入射在FCC位置和HCP位置上比入射在表面原子的正上方上更容易引起失配位错形成,沉积原子入射在表面两个相邻原子连线的中点上则不能形成位错;失配位错的形核方式为挤出一个小倒正四面体构型的原子团,但其挤出方式有二种:当入射在FCC位置和HCP位置时,均为挤出一个底面平行于薄膜表面的倒正四面体构型的原子团;当入射在表面相邻两个原子连线的中点上时,挤出一个底面与薄膜表面成一定角度的倒正四面体构型的原子团.     

基于纳米球刻蚀的银纳米颗粒阵列和有序纳米壳层的制备

通过经引流片改进的＂漂移法＂,使单分散聚苯乙烯球胶体颗粒成功自组装形成按六角密排结构的二维胶体晶体.实验结果表明,除存在极少量的线缺陷,可得到大面积（50μm×50μm）的PS球有序排列区域.以上述聚苯乙烯球胶体晶体作为掩膜板,用纳米球刻蚀和电子束蒸镀技术相结合的方法,成功地制备了三角形的银纳米颗粒阵列.以聚苯乙烯球作为＂牺牲＂纳米球模板,得到了一种简单有效的制备碗状银纳米壳层的方法.这种方法可拓展到其他材料,可通过选择不同粒径的PS球来控制贵金属纳米颗粒的大小和制备不同尺寸的纳米壳层.     

响应面法优化芘降解菌的降解条件及降解基因分析

采用响应面法进行实验设计,选择p H值、温度、天数为影响因素,对芘浓度为50 mg/L无机盐培养基进行wp3-1菌株降解条件优化,得到了芘降解率与3种因素间的非线性回归方程,确定了降解芘的最优工艺条件:在温度为34.15?C,p H值为6.98,降解时间为4.28天时,预测芘的降解率为86.42%,实验验证值为85.70%,结果显示,建立的模型具有较高的精度.采用PCR技术克隆邻苯二酚-2,3-双加氧酶基因,生物信息学分析结果表明:C23O基因所编码的氨基酸序列具有双加氧酶基因保守结构域,编码的蛋白质也是一种稳定的酸性亲水蛋白质,分子量为35.01k D,等电点为5.45,二级结构由17%α-螺旋、36%β-折叠和45%的无规则卷曲组成,具有跨膜结构,不具有信号肽.三级结构预测结果与二级结构一致,三级结构有Fe2+结合位点.     

小地老虎性信息素分泌腺体的部位及其超微结构

对羽化不同天数(1、3、5、7 d)小地老虎Agrotis ypsilon(Rottemberg)雌蛾性信息素分泌腺体的位置及结构进行了光学显微镜、扫描电镜、透射电镜的观察.结果表明:小地老虎性信息素分泌腺体位于腹部末端第8、9节节间膜腹面.求偶时,伸出节间膜,为一黄白色的囊泡.腺体表面分布着饱满的锥状体.腺体细胞呈单层排列,中央细胞为柱状,细胞核为椭圆形.细胞与细胞间有明显的胞连接,细胞基底膜基褶较多,质膜上分布着微绒毛,并与内表皮连接,内表皮之上含有多层几丁质,胞质中含有空泡、线粒体、脂质粒及光面内质网,并且随着蛾龄的增加,脂质粒和光面内质网的数量会显著增多.研究小地老虎性信息素腺体发育过程中的超微结构,有助于阐明性信息素生物合成、释放的机制.     

两嵌段共聚物在本体及溶液中的自组装

采用耗散粒子动力学(DPD)模拟方法对两嵌段共聚物AmBn在本体和溶液中的自组装行为进行了研究.在本体情况下,对环形和线形两嵌段共聚物AmBn的相行为进行了系统的对比分析,观察了体系的有序-无序相转变规律,以及具体构型的相周期.在亲B选择性溶剂情况下,保持体系的浓度不变,改变环形两嵌段共聚物的链长,观察到了一系列丰富的相结构,有球状、圆盘状、片状、空心柱状、空心球状等.     

曼氏无针乌贼墨囊蛋白质提取及双向电泳条件优化

应用TCA/丙酮沉淀法、裂解液法、裂解液-超速离心法以及层析法4种蛋白质样品制备方法,比较了曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)墨囊蛋白质双向电泳的样品制备效果.在此基础上,比较了不同样品处理方法、不同胶条范围以及不同上样量等对电泳结果的影响,筛选出一套较优的分离墨囊蛋白质的双向电泳条件.研究结果表明:TCA/丙酮沉淀法较适合曼氏无针乌贼墨囊蛋白质双向电泳的样品制备.该方法制备的曼氏无针乌贼墨囊蛋白质样品经双向电泳分离,用固相pH 5~8梯度胶条进行等点聚焦,上样量300μg,电泳结束后硝酸银染色,最终获得了分辨率高、重复性好的双向电泳图谱.经过初步图像分析,检测到(389±19)个蛋白点,背景清晰且蛋白质得率较高.     

挤压-堆积复合法制备As2S3红外硫系玻璃光子 晶体光纤及其特性研究

在利用多极法优化设计光子晶体光纤结构的基础上, 充分结合挤压和堆积两种方法的优点, 提出了基于挤压-堆积的新型硫系光子晶体光纤制备技术, 利用As2S3硫系玻璃制备了三层孔环结构光子晶体光纤. 通过理论模拟分析得出了该光纤的色散特性和零色散点, 测试了1550nm近红外光纤激光在该光纤中的传输效果和纤芯光斑能量分布, 利用该光斑测试验证了该光纤在近红外的光能传输局部限制能力和光子晶体的光学初步控制现象.     

精氨酸激酶在六氟异丙醇溶液中结构与活性的变化:去折叠平衡态中间体存在的证据

利用内源荧光、1-苯氨基萘-8-磺酸（ANS）荧光、远紫外-圆二色光谱以及酶活力测定等手段研究了精氨酸激酶在1,1,1,3,3,3-六氟异丙醇（HFIP）溶液中变性后结构与活性的变化．为避免蛋白质聚沉的出现,实验中采用的变性剂浓度低于8％．当六氟异丙醇浓度为0．5％～1．5％时,蛋白质的二级结构和内源荧光发射峰位都没有发生明显的变化,而外源ANS荧光强度则显著增强．继续提高变性剂浓度至6％后,内源荧光发射峰位明显红移、二级结构含量增大、外源荧光减弱、酶活力完全丧失．内源荧光和外源ANS荧光的变化证明：在0．5％～1．5％六氟异丙醇浓度范围内,蛋白质分子以一种结构相对稳定并类似于天然蛋白结构的熔球态中间体的状态存在．这种熔球态中间体也是精氨酸激酶在去折叠过程中出现的一个平衡态中间体．     

ZnO/ZnS核-壳纳米杆的制备及其光学性质

用溶液法在镀有ZnO缓冲层的硅衬底上制备出定向ZnO纳米杆阵列,然后再通过硫代乙酰胺(TAA)辅助硫化法将氧化锌一维纳米结构转化为ZnO/ZnS的核-壳纳米结构.运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和室温光致发光谱(PL)研究了样品的结构、形貌和光学性质.结果表明,ZnO/ZnS核-壳纳米杆的带边发光峰比ZnO纳米杆有显著增强,且峰化蓝移.     

n-ZnO/p-CuO同轴纳米线异质结的制备及其Ⅰ-Ⅴ特性

采用热蒸发气相沉积法在Si(100)衬底上生长直径约为60～70nm的氧化锌(ZnO)纳米线,进一步运用离子束溅射技术和热氧化工艺在ZnO纳米线表面形成含有均匀密集分布的超细氧化铜(CuO)纳米颗粒的CuO壳层,构成n-ZnO(核芯)/p-CuO(壳层)同轴纳米线异质结.扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)用于研究样品的形貌、成分和晶体结构.实验结果表明,生长的ZnO纳米线呈纤锌矿单晶结构,CuO壳层为多晶结构.Ⅰ-Ⅴ曲线表明该同轴纳米线异质结构具有优良的二极管整流特性.这种具有大的异质结面积和高的比表面受光面积及强的表面化学活性的n-ZnO/p-CuO同轴纳米线异质结构在大电流密度的纳米整流器件、太阳能电池、光敏器件和气敏传感器等领域有很好的应用前景.     

不锈钢基体上ZSM-5分子筛膜的制备及影响因素分析

采用阳极氧化技术对不锈钢丝网表面进行修饰,成功制备了ZSM-5分子筛膜.通过XRD、SEM等技术对合成的材料进行表征,并考察了电解液种类、晶化时间、晶化温度以及合成次数等参数对分子筛膜的影响.结果表明,经阳极氧化工艺处理后,不锈钢丝网表面出现了明显的孔径结构,并生成了一层致密的阳极氧化膜.这些孔道结构和阳极氧化膜有利于ZSM-5分子筛膜的生长,是成功合成高结合力分子筛膜的关键.各制备参数对分子筛膜的结构形成亦产生了较大的影响.     

乙基麦芽酚与牛血清白蛋白相互作用的光谱

在模拟人体生理条件下,利用荧光光谱法、紫外-可见光谱法和圆二色谱法研究了乙基麦芽酚(EMA)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.结果表明,EMA通过与BSA形成基态复合物使其内源荧光猝灭.利用van't Hoff方程计算出热力学参数焓变(△H)和熵变(△S)分别为116.1 kJ·mol1和481.3 J·mol-1·K-1,说明疏水作用是维持EMA-BSA复合物稳定的主要作用力.位点竞争实验表明,乙基麦芽酚主要结合在BSA的亚域ⅡA上(siteⅠ位).同步荧光光谱和圆二色谱分析显示,乙基麦芽酚的存在诱导BSA的二级结构发生变化,α-螺旋含量降低,β-折叠、β-转角和无规则卷曲的含量增加.