多尺度分子模拟研究来自于无类囊体蓝藻的五聚体门控离子通道门控机理

五聚体门控离子通道是一个重要膜蛋白家族, 在生理学过程中起到重要作用. 我们以来自无类囊体蓝藻(Gloebacter violaceus: GLIC)的五聚体门控离子通道X-ray结构为模型, 进行总共1.05 μs的粗粒化分子模拟, 并结合原子级分子模拟方法, 观察到其离子通道的闭合和相应的四级结构扭转. 我们发现其位于跨膜区组成通道的M2螺旋通过倾斜-旋转(指向通道中心)的协调运动来完成通道闭合. 进一步分析并结合前人的实验结果, 我们提出了该离子通道门控过程的可能的“连锁反应”机理: 由单独亚基的M2螺旋前部构象变化引发, 使该亚基发生整体的构象变化, 并且将这种变化传递到了邻近的亚基, 进而带动整个通道的构象变化, 最终完成通道的闭合.     

Tandem Time-of-Flight Mass Spectrometer with High Precursor Ion Selectivity Employing Spiral Ion Trajectory and Improved Offset Parabolic Reflectron

In this study, we have developed a tandem time-of-flight mass spectrometry (TOF/TOF) technique involving the use of a matrix-assisted laser desorption/ionization ion source that exhibits high precursor ion selectivity. An ion optical system with a 17 m spiral ion trajectory was used in the first time-of-flight mass spectrometer. High precursor ion selectivity was achieved by realizing a 15 m flight path, which is considerably longer than that of the conventional MALDI-TOF/TOF before the precursor ion selection by an ion gate; monoisotopic ions could be selected properly up to m/z 2500. Furthermore, the first time-of-flight mass spectrometer was composed of electrostatic sectors and could eliminate post-source decay (PSD) ions. Precursor ions with 20 keV kinetic energy were selected and injected into a collision cell, leading to the generation of fragment ions by high-energy collision-induced dissociation (HE-CID). The optimized second time-of-flight mass spectrometer included a post-acceleration region and an offset parabolic reflectron to record product ion spectra in the entire mass range. Our system could generate a simple HE-CID product ion spectrum because each fragment pathway could be observed as a single peak by the selection of monoisotopic ions of all precursor ions and HE-CID fragment pathways could be predominantly observed by the PSD ion elimination.     

Molecular Dynamics Simulations of Metal Ion Binding to the His‐tag Motif

In our previous study, we have observed that the chelation of various metal ions to the His‐tag motifs mostly involves the i and i+2 His residues for Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ and Co²+. In the present study, various 200 ps molecular dynamics simulations were further conducted to investigate the chelating pathway of various metal ions to the His‐tag motif with 6 His residues (His‐tag6) and the binding affinities of these metal binding pockets towards these metal ions. The results indicate that His‐tag6 with the chelated metal ion located in positions His(2,4) or His(3,5) exhibits the strongest affinity for Ni²+ and Cu²+.K⁺ was found to be preferred to chelate in His(1,3) and His(3,5) coordinations. However, Fe³+ was found to have higher affinity towards His(1,3) and His(2,4) binding pockets. Our results also suggest that Ni²⁺ exhibits the highest binding affinity towards His‐tag6 over the other metal ions. Most of the structural variations of the His‐tag6 motif were from the Histidyl side chains during metal ion binding. In addition, there is an inverse linear correlation between the final chelated distance and the charge/volume ratio of metal ion. There is a negative correlation between the metal binding affinity and the averaged potential energy generated from the MD simulations.     

细胞内游离离子及离子通道的核磁共振研究

生物细胞内游离离子及离：子通道(Ca^2 、Mg^2 、Na^ 、K^ 以及Na^ ／Ca^2 和Na^ ／Li^ 交换等)在生理病理过程中起着重要作用。用于这些方面研究的生物核磁共振方法主要包括有：^31PNMR、^19NMR、^7Li NMR及^23Na NMR等。^31P NMR主要用于对细胞内小分子代谢物、pH及游离Mg^2 的分析测定；^19F NMR是利用氟代指示剂间接地测定细胞内游离Mg^2 和Ca^2 的浓度，进而对钙镁离子通道进行分析研究；^7Li NMR、^23Na NMR等方法分别用于研究Li^ 、Na^ ／Li^ 交换、Mg^2 ／Li^ 交换、Na^ 及K^ 等。为了更好地理解和阐释细胞内离子的调控机制，本文对近几年核磁共振技术在这些方面的应用进行了综述。     

香豆素席夫碱的Zn~(2+)识别研究

本文采用5-氯水杨醛与3-氨基-7-羟基香豆素反应,合成了一种新型的香豆素席夫碱化合物3-[(5-氯-2-羟基-苯亚甲基)-氨基]-7-羟基香豆素(CHB),并采用核磁共振谱、红外光谱和元素分析对合成产物进行了表征。在CHB的DMF溶液中加入Zn~(2+)后,溶液颜色由无色迅速变为橙黄色,紫外-可见吸收光谱最大吸收峰从380nm红移至480nm,而且该分子探针在580nm处的荧光强度显著增强,可通过肉眼观察到其在365nm紫外灯下发出的荧光,而其它离子加入后荧光变化微弱或没有变化,表明该分子探针对Zn~(2+)的选择性较高。吸收光谱的变化表明CHB与Zn~(2+)形成了新的配合物,采用Benesi-Hilderbrand方程计算出两者之间以1∶1配位。     

有机锗化合物的离子色谱法分析研究

研究了３种有机锗化合物：β－羧乙基锗倍半氧化物、β－（α－甲基）羧乙基锗倍半氧化物、二－（β－羧乙基）锗氢氧化物的离子色谱法分离和测定条件。以四硼酸钠溶液为淋洗液,硫酸溶液为再生液,梯度淋洗。３种化合物均达到基线分离,检出限分别为０．０３８,０．０３５和０．０２５ｍｇ／Ｌ（以锗计）。方法已用于保健口服液的测定,加标回收率为９５％～１０１％,其结果与氢化物发生－原子荧光光谱法的结果吻合。     

胰岛素六聚体在水溶液中的稳定性研究

用分子动力学（MD）模拟方法设计了两个模拟时间为600ps的对比计算机模拟 实验,研究了R6态的胰岛素六聚体在水溶液中的稳定性以及苯酚和锌离子对结构稳 定性的影响。通过对MD模拟所得到的轨迹的分析发现,在维系胰岛素六聚体稳定性 的因素中,静电相互作用和氢键起着主要的作用。对于包含锌离子和苯酚的体系。 胰岛素六聚体的稳定性得到了增强;对不含锌离子和苯酚的关系,胰岛素六聚体的 稳定性明显减弱,在这种情况下,胰岛素六聚体还表现出解聚的倾向。这些模拟结 果与实验观测结果相吻合。     

离子色谱法测定土壤中的Cl~–和SO_4~(2–)

采用离子色谱法测定土壤浸提液中的Cl–和SO42–。选择2.0 mmol/L Na2CO3–1.3 mmol/L NaHCO3混合液为淋洗液,流速为2 mL/min,在此条件下,Cl–保留时间为1.96 min,SO42–保留时间约为12.26 min,Cl–,SO42–的质量浓度分别在2~8,10~30 mg/L范围内与色谱参数线性相关,相关系数分别为0.999 4和0.999 7,Cl–,SO42–的平均加标回收率分别为93.8%,105.4%,测量结果的相对标准偏差均小于1%(n=6)。该法适用于土壤中Cl–和SO42–的测定。     

单柱离子色谱法测定痕量草酸根离子

本文采用单柱离子色谱系统测定了Ｃ２Ｏ＾２－４，以１．３ｍｍｏｌ／Ｌ葡萄糖酸钠／１．３ｍｍｏｌ／Ｌ硼砂为淋洗液测定Ｃ２Ｏ＾２－４，８常见阴离子Ｃｌ＾－，ＮＯ＾－３，ＨＰＯ＾２－４，ＳＯ＾２－４不干扰测定，Ｃ２Ｏ＾２－４的检出限为０．５７ｍｇ／Ｌ，相对标准偏差为１．０７％，工作曲线的线性范围为０．５７－５００ｍｇ／Ｌ，应用本方法测定了加Ｃ２Ｏ＾２－４的自来水样，Ｃ２Ｏ＾２－４的回收率为９９．５２％。     

新型减肥药利莫纳班的离子阱质谱和电子轰击质谱研究

新型减肥药利莫纳班(rimonabant)是一种选择性CB1受体拮抗剂,服后不易反弹.利莫纳班具有减轻体重和戒除烟瘾的功效,并能降低胆固醇、预防肥胖人群患上心脏病和糖尿病等.     

单柱离子色谱法测定硒酸根和亚硒酸根的研究

本实验采用单柱离子色谱系统,在SeO_4~(2-)、SeO_3~(2-)与F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)离子共存时,以1.0mmol/L邻苯二甲酸氢钾为淋洗液测定了SeO_4~(2-),以1.0mmol/LKNO_3为淋洗液测定了SeO_3~(2-)。SeO_4~(1-)和SeO_3~(2-)的最低检出浓度分别为0.3μg/mL和0.7μg/mL,线性范围分别为0.8～80μg/mL和1.4～150μg/mL,相对标准偏差分别为2.01%和1.85%。并应用本方法测定了加SeO_4~(2-)和SeO_3~(2-)的自来水样,SeO_4~(2-)和SeO_3~(2-)的回收率分别为96%和98%。     

基于ISFET的尼古丁传感器的研究

报道了一种测定尼古丁的新方法。用二苦胺作电活性物质 ,将离子敏感场效应晶体管与药物敏感膜相结合 ,制成尼古丁传感器 ,测定尼古丁的线性范围为 1 .0×1 0 - 2 ～ 3.0× 1 0 - 5mol/L,适宜的 p H值范围为 5 .0～ 8.5 ,传感器灵敏度为 5 8.0 m V/pc。用该传感器分析烟草中的尼古丁含量 ,结果和分光光度法一致     

亚硝酰硫酸的离子色谱分析方法研究

建立了离子色谱法(IC)测定亚硝酰硫酸含量的分析方法。考察了亚硝酰硫酸选择性水解生成硝酸和硫酸的条件。亚硝酰硫酸的最佳色谱分析条件为:电导检测器,pH3.5的磷酸二氢钾缓冲溶液作流动相,流速1 mL.min-1,柱温45℃。在优化实验条件下,NO2-、NO3-和SO42-的线性范围分别为2.375~9.515、0.375~1.548、2.051~8.263 mmol.L-1,相关系数均大于0.999 9。样品中NO2-、NO3-和SO24-的加标回收率为99%~101%,其相对标准偏差(RSD)均小于1.0%。通过对各离子含量的测定,用氮平衡法计算出亚硝酰硫酸的含量,相对标准偏差均在0.1%以内。建立的方法与传统的氧化还原滴定法分析亚硝酰硫酸相比,具有分析结果准确、简便快速、成本低的特点,已用于工厂中该产品的质量控制。     

离子色谱法测定硫酸钙样品中的硫酸根

用碳酸钠将硫酸钙样品中的钙沉淀为碳酸钙,释放出硫酸根,用阴离子型离子色谱仪,在40℃柱温下,以6.3 mmol/L Na HCO3–1.7 mmol/L Na2CO3缓冲盐为淋洗液,采用电导检测器测定其中硫酸根的浓度,以间接得到硫酸钙含量。实验结果表明,该法与经典的沉淀重量法测定结果相吻合,两者之间的相对误差为0.29%。样品加标回收率在96.0%~105.3%之间,测定结果的相对标准偏差为0.26%(n=6)。该方法精密度与准确度高,可快速、稳定、可靠地分析脱硫灰渣及石膏样品中的硫酸根含量。     

A Baseline Study of Metal Ion Content of Irish Canals by ICP-MS

The first systematic study of the metal ion content of the four main Irish Canal Systems is presented. Samples were collected seasonally over a twelve month period and analysed for 16 trace elements and metals by ICP-MS. The results show that three of the four canals (Royal, Grand, Shannon-Erne) have distinctly different elemental profiles, while the fourth (Barrow) is similar to the Grand Canal, which is to be expected, as they are broadly part of the same system, with a common main feeder. Spatial plots reveal local variations in certain elements, which are related to the nature of feeders in those localities. Simple tests based solely on the 16 elements measured showed that it may be possible to broadly define 'normal' compositions for each canal system, which can be then used to identify 'abnormal' data, and hence provide indicators for environmental change.     

汞离子氧化碘离子实验的设计与研究

通过分析硝酸汞与碘化钾混合溶液不发生氧化还原反应的原因,成功地设计了Hg2+氧化I-的实验方法。结果表明,沉淀反应的存在阻止了氧化还原反应的发生,可能是沉淀反应速率快于氧化还原反应速率所致。该方法仪器简单、操作方便,现象明显易观察,成功率高、效果好。