尖吻蝮蛇毒抗凝血因子(ACF)含量和钙离子含量的定量测定及钙离子结合位点的初步研究

由紫外光谱法测定蛋白质浓度,用ICP测定Ca含量,从而确定一个ACF分子中含一个钙离子.ACF中分子中除一个高亲和性钙结合位点外,至少还有一个低亲和性钙结合位点,只有当过量钙离子存在时,才可能在低亲和性钙结合位点上进一步结合钙离子.Tb~(3+)具有比Ca~(2+)离子更强的键合ACF能力,能定量结合在ACF中的两个位点上,且能全部取代ACF中Ca~(2+).文中提及的金属离子对ACF的抗凝血活性没有显著的影响.     

5-羟色胺诱导胃底平滑肌细胞钙火花

以自行合成的胞浆特异性Ca²⁺荧光探针STDIn-AM标记胃底平滑肌细胞, 采用激光共聚焦线扫描技术, 首次研究了5-羟色胺诱导胃底平滑肌细胞内钙释放的最基本单位钙火花现象, 探讨了其作用机制. 表明5-HT与存在于胃底平滑肌质膜上的5-HT₂受体结合而使之激活, 激活后的5-HT₂受体通过Gq/Ⅱ蛋白介导的IP₃/Ca²⁺和DG/PKC双信使途径调节钙池内钙释放, 内钙释放导致钙池耗竭随即又会促发胞外Ca²⁺内流；同时, 激活的5-HTM₂受体又直接引起细胞膜去极化, 从而激动L型钙通道促发外钙内流. 这两种因素促发的胞外Ca²⁺内流, 随即激活质膜附近SR上的ryanodine受体开启单个或多个RyR受体Ca²⁺通道, 从而引起局部内钙释放, 形成钙火花.     

新型Ca2+探针用于5-HT诱导细胞钙动员的机制

采用激光共聚焦技术分别进行了新型Ca²⁺荧光试剂STDIn与Fluo-3对胃底平滑肌细胞的标记及其对胞内游离Ca²⁺浓度变化的响应等特性的研究. 结果表明, 与Fluo-3不同, 新型Ca²⁺荧光试剂STDIn对胞浆Ca²⁺具有靶向性, 是一种真正的胞浆Ca²⁺荧光探针, 对5-羟色胺(5-HT)诱导的胞内游离Ca²⁺浓度变化的响应更灵敏迅速. 应用STDIn对5-HT诱导胃底平滑肌细胞内游离Ca²⁺动员的机制研究发现, L型钙通道拮抗剂Mn9202对5-HT升高[Ca²⁺ ]_i有明显的抑制作用; 使用蛋白激酶(protein kinase C, PKC)抑制剂D-Sphingosine孵育后, 再加入5-HT胞内荧光强度明显升高, 而以磷脂酶(phospholipase C, PLC)抑制剂Compound48/80孵育后, 5-HT则不再引起荧光强度的变化. 表明5-HT通过促进外钙内流和内钙释放使[Ca²⁺ ]_i升高; 在胃底平滑肌5-HT升高[Ca²⁺]_i是通过5-HT₂受体介导的IP₃/Ca²⁺和DG/PKC双信使途径; 5-HT通过L型钙通道促进外钙内流; Mn9202亦能通过拮抗5-HT受体而起到抑制5-HT促胞内钙释放的作用.     

尖吻蝮蛇毒抗凝血因子Ⅱ的稀土离子荧光探针研究

尖吻蝮蛇毒抗凝血因子(ACF)分子中有两个钙离子结合位点,钙离子对ACF的内源荧光有增强作用,稀土离子(Nd³⁺,Sm³⁺,Eu³⁺,Gd³⁺和Tb³⁺)能取代ACF分子中的钙离子,并对ACF的内源荧光有不同程度的猝灭作用,其中Tb³⁺接受ACF分子中Trp残基传递的能量后,特征荧光增强.稀土离子与ACF荧光滴定表明,ACF分子中有两个稀土离子结合位点,稀土离子和钙离子在ACF分子中两个结合部位是共同的竞争结合部位.ACF与不同稀土离子之间有相近的表观结合常数K₁或K₂.Tb³⁺与RE³⁺(RE=Nd,Sm,Eu或Gd)间线性自由能关系表明,稀土离子与ACF结合时,没有明显的空间效应.ACF分子中的两个结合位点在结构上都有较大的柔性,这种结构柔性为钙离子在ACF与活化凝血因子X的结合反应中起到的促进作用提供了结构基础.     

钙调蛋白Q41C/K75C突变体对Ca2+ 和La3+ 表现不同的结合模式

钙调蛋白(CaM)是一种多功能钙离子结合蛋白, 作为对细胞内钙离子浓度变化的应答, 它可以调节许多酶的活性. Q41C/K75C突变钙调蛋白(CaMSS)在N结构域端具有一个二硫键, 此前研究表明, CaMSS对Ca²⁺亲合力明显降低. 本研究结果发现,Ca²⁺ 和La³⁺ 与CaMSS的结合方式表现出了一种特殊的选择方式: Ca²⁺ 的结合位置为I, III和IV金属结合位点, 而La³⁺ 与I, II和IV位点结合. 综合文献和实验结果, 我们提出一种结合机理的假设, 即CaMSS的金属离子结合位点II (或III)可能通过长程效应, 对另一端III (或II)的金属离子的结合发生响应, 由于二硫键存在等原因, 导致该位点丧失结合金属离子的合适蛋白构象. 本研究结果为阐明金属离子与钙调蛋白结合的特异性机理提供了新的观点, 也为以钙调蛋白为模版的蛋白设计提供了新思路. 英文全文见: Science China Chemistry, 2010, 53(4): 797–806     

二氢吡啶类钙拮抗剂拉西地平对5-HT诱导的细胞内钙释放的影响

采用Ca²⁺指示剂Fluo-3/AM负载培养的胃底平滑肌细胞, 激光共聚焦纤维技术检测细胞内钙荧光强度的变化. 结果显示10 μmol/L 的拉西地平可使10 μmol/L 5-HT引起钙超载胃底平滑肌细胞Ca²⁺ spark的发生频率减少50%, 振幅减少约50%. 表明二氢吡啶类钙拮抗剂拉西地平能够剂量依赖性地对抗5-HT引起的内钙释放.     

微透析取样法研究金属离子与蛋白质的竞争结合作用

采用微透析结合高效液相色谱法建立了一种研究金属离子与蛋白质竞争结合作用的方法. 采用Cu²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Zn²⁺与人血清蛋白(human serum albumin, HSA)为模型化合物, 通过各种离子之间的竞争结合的研究表明: 在HSA上Cu²⁺和Ni²⁺有共同的第一结合位点, Cd²⁺ 和Zn2+有共同的第一结合位点, 它们在HSA上有一多离子的共同结合位点. 本方法具有通用、快速、方便等特点, 可用于无理想谱学探针的蛋白质-金属离子相互作用体系的研究.     

Na+/Ca2+交换调节的La3+跨淋巴细胞膜的定量研究

利用荧光浓度指示剂fura-2研究了La³⁺能否利用Na⁺/Ca²⁺交换系统进入人外周血淋巴细胞以及La³⁺Na⁺/Ca²⁺交换的影响. 并首次用此方法研究了La³⁺能否在细胞器(主要为内质网和线粒体)中蓄积. 实验结果表明, 用乌本苷预处理细胞并在无Na⁺介质中测试, 可明显观察到La³⁺跨膜进入淋巴细胞, 而且胞内La³⁺的浓度与胞外的La³⁺浓度成正比. 但当胞外La³⁺浓度大于0.4 mmol/L时, 不再观察到340/380 nm荧光比值的变化, 此时细胞内La³⁺浓度约为1.5×10^-12mol/L. 当La³⁺浓度较大时(0.1 mmol/L)抑制Na⁺/Ca²⁺交换操纵的Ca²⁺的进入, 而较低浓度(0.01 mmol/L)时却刺激Ca²⁺进入. 另外从实验结果可推测La³⁺可以被依赖ATP的质膜钙泵泵出胞外. 胞内钙库用离子霉素耗竭后, La³⁺内流过程中再次加入离子霉素后, 可明显观察到340/380 nm荧光比值增大, 说明La³⁺在细胞器中有一定程度的蓄积. 在模拟胞内离子组分的缓冲液中(pH = 7.05), fura-2对La³⁺的检测限为10^-12mol/L, 对Ca²⁺的检测限为10^-8 mol/L, 并测得fura-2-La³⁺的络合比为1∶1, 表观离解常数为1.7×10^-12 mol/L.     

尖吻蝮蛇毒抗凝血因子Ⅰ的稀土离子荧光探针研究

稀土离子(Nd3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+)对抗凝血因子(ACF Ⅰ)的内源荧光有不同程度的淬灭作用.稀土离子与ACF Ⅰ荧光滴定的结果表明, ACF Ⅰ分子中有两个稀土离子结合位点,稀土离子和钙离子在ACF Ⅰ分子中两个结合位点是共同的竞争结合位点.每个稀土离子与ACF Ⅰ的结合常数K1和K2相接近,说明两个结合位点的结构可能基本一致.不同的稀土离子与ACF Ⅰ之间有相近的结合常数K1或K2,表明ACF Ⅰ分子中的两个结合位点在结构上都有较大的柔性,这种结构柔性为钙离子在ACF Ⅰ与活化凝血因子X的结合反应中所起的激活作用提供了结构基础.     

稀土离子与胰岛素结合引起构象和聚集态变化

为阐明稀土离子(Ln³⁺ )对胰岛素的跨膜转运和降糖作用的机理, 通过谱学方法研究了Ln³⁺与去锌和含锌胰岛素的相互作用. 结果表明Ln³⁺与胰岛素的结合诱导胰岛素从二级到高级结构的改变与其浓度相关. 在低浓度下, 它们诱导胰岛素单体分子内的构象变化. 变化涉及它与胰岛素受体结合区域(B(24~30)). 这可能与Ln³⁺在低浓度下增强胰岛素与其受体结合有关. Ln³⁺还能促进胰岛素单体之间的聚集. Ln³⁺诱导胰岛素聚集的能力大于Zn²⁺ . 这种聚集可以用EDTA解聚而部分恢复. 提示Ln³⁺诱导的聚集不是变性聚集. 与Zn²⁺ 相似, 在一定的浓度范围内, Ln³⁺具有稳定胰岛素的作用, 但强于Zn²⁺ .     

Ca9Y(PO4)7:Ce3+,Tb3+纳米荧光粉的制备及发光性能

采用水热法制备出Ca₉Y（PO₄）₇：Ce³⁺,Tb³⁺纳米荧光粉,通过XRD、SEM和荧光光谱等对样品进行了分析,研究在Ca₉Y（PO₄）₇基质中引入Ce³⁺,Tb³⁺离子对发光性能的影响规律。研究发现因Tb³⁺离子自身能量交叉驰豫的存在,使得单掺Tb³⁺时,通过调节Tb³⁺离子的浓度可以实现对发光颜色的控制。同时研究了Ce³⁺-Tb³⁺之间的能量传递为电多极相互作用的偶极-四极机制,Ce³⁺-Tb³⁺之间最大的能量传递效率为55.6%。Ca₉Y（PO₄）₇：Ce³⁺,Tb³⁺的发光颜色可以通过激活离子之间的能量传递和共发射得到可控调节。SEM分析表明荧光粉颗粒尺寸在100 nm左右,分散性好。     

Sensitization of Tb3+ luminescence with Ce3+ in LaOBr: Tb3+, Ce3+

Luminescence emission and uv-excitation properties of LaOBr: Tb³⁺, LaOBr: Ce³⁺, and LaOBr: Tb³⁺, Ce³⁺ phosphors were studied. The visible emission spectra of La_0.995Tb_0.005OBr consists of⁵D_3,4 →⁷F_3–6 transitions in the wavelength range of 410–630 nm. The excitation of the Tb³⁺ ion gives a broad 4f → 5d transition band at 254 nm and weaker4f → 4f transition lines above 300 nm. The uv-excitation and emission of La_0.995Ce_0.005OBr at 290, 315, 355 (excitation), and 440 nm (emission) originate from transitions between the 4f-ground state and the four crystal field components of the5d²D excited state. The sensitization of Tb³⁺ luminescence in LaOBr with Ce³⁺ at varying concentrations is described and discussed. With increasing Ce³⁺ concentration the ⁵D₃ →⁷F transitions of Tb³⁺ quench totally and the⁵D₄ →⁷F transitions begin to quench gradually. The excitation spectrum of the⁵D₄ →⁷F₅ transition of Tb³⁺ consists of four bands due to Tb³⁺ and Ce³⁺, of which the three Ce³⁺ bands increase in intensity and the Tb³⁺ band decreases as the Ce³⁺ concentration is increased.     

The binding of Ca2+ and Mg2+ to human serium albumin: A calorimetric study

The binding of calcium and magnesium to human serum albumin has been studied in the pH region 2.5–8.0 by a calorimetric procedure. Both metal ions bind to the carboxylate groups of albumin. 36 and 44 carboxylate groups appear to be involved in the binding of Ca²⁺ and Mg²⁺, respectively. Based on previously reported results that twelve Ca²⁺ ions are the maximum which can bind to albumin, the results given here support previous X-ray crystallographic evidence that three carboxylate groups can be involved in the binding of a Ca²⁺ by a protein. The data also confirm that Ca²⁺ and Mg²⁺ binding is competitive. Binding of the cations to the carboxylate groups appears to involve the breaking of carboxylate-imidazole hydrogen bonds in the protein. Log K, ΔH and ΔS values obtained for the binding of metal ions to albumin in aqueous solution at 25°C are 2.72 ± 0.02, 0.0 ± 0.1 kcal/mole, and 12.4 ± 0.3 cal/mole K for Ca²⁺ and 1.12 ± 0.05, ?0.2 ± 0.1 kcal/mole, and 4.5 ± 0.3 cal/mole K for Mg²⁺, respectively.     

La7O6(BO3)(PO4)2:Eu3+/Tb3+荧光材料的制备及其光致发光性能

采用优化的高温固相方法制备了稀土离子Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂系荧光材料,并对其物相行为、晶体结构、光致发光性能和热稳定性进行了详细研究。结果表明,La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂：Eu³⁺材料在紫外光激发下能够发射出红光,发射光谱中最强发射峰位于616 nm处,为⁵D₀→⁷F₂特征能级跃迁,Eu³⁺的最优掺杂浓度为0.08,对应的CIE坐标为（0.610 2,0.382 3）;La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂：Tb³⁺材料在紫外光激发下能够发射出绿光,发射光谱中最强发射峰位于544 nm处,对应Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅能级跃迁,Tb³⁺离子的最优掺杂浓度为0.15,对应的CIE坐标为（0.317 7,0.535 2）。此外,对2种材料的变温光谱分析发现Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂荧光材料均具有良好的热稳定性。     

Ion transport in Ca2+, Sr2+, Ba2+, and Pb2+ beta″ aluminas

Single crystals of Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, and Pb²⁺ beta″ alumina were prepared from sodium beta″ alumina by ion exchange. The ionic conductivities of Ca²⁺, Sr²⁺, and Ba²⁺ beta″ alumina are comparable, about 3 × 10^?2 (ohm-cm)^?1 at 300°C. Surprisingly, Pb²⁺ beta″ alumina is much more conductive, 1.5 × 10^?1 (ohm-cm)^?1 at 300°C and 4.6 × 10^?3 (ohm-cm)^?1 at 40°C. Its conductivity approaches that of sodium beta″ alumina at temperatures below 25°C. The diffusion coefficient for Sr²⁺ in beta″ alumina at 600°C was estimated from radiotracer experiments. It is consistent with that expected from conductivity measurements.     

Li2O-Ln2O3-SiO2:Eu3+,Bi3+体系的结构

采用ｓｏｌ－ｇｅｌ法合成了系列发光体Ｌｉ２Ｏ－Ｌｎ２Ｏ３－ＳｉＯ２：Ｅｕ＾３＾＋，Ｂｉ＾３＾＋，并确定了发光体的物相结构。当Ｌｎ＾３＾＋＝Ｙ＾３＾＋和Ｌｎ＾３＾＋＝Ｌａ＾３＾＋时，紫外光激发下Ｅｕ＾３＾＋的发射分别以红光和橙光为主，只存在一种Ｅｕ＾３＾＋发光中心；Ｌｎ＾３＾＋＝Ｇｄ＾３＾＋时，至少存在两种Ｅｕ＾３＾＋发光中心和两种Ｂｉ＾３＾＋发光中心（共掺杂Ｅｕ＾３＾＋，Ｂｉ＾３＾＋的吸收和发射所     

Ca0.8-2x(YbxTb0.1Na0.1+x)2xWO4近红外下转换荧光粉水热合成及发光性质

一种在近红外光谱(NIR)区域高效的量子剪裁现象已在Ca_0.8-2x(Yb_xTb_0.1Na_0.1+x)_2xWO₄(x=0~0.2)荧光粉中得到证实,该量子剪裁通过吸收紫外线光子发射近红外光子,能量传递包括两个协同过程,分别是WO₄^2-基团到Yb³⁺离子和WO₄^2-基团到Tb³⁺离子再到Yb³⁺离子,Yb³⁺离子的掺杂浓度对荧光粉在可见光和近红外光谱的发光,荧光寿命和量子效率的影响已进行了详细得研究。经计算,量子效率最大达到135.7%。铽与镱共掺钨酸钙的近红外量子剪裁,通过吸收太阳光谱的1个紫外光到2个1000nm光子(2倍光子数增加)的下转化机制实现高效率硅太阳能电池的途径。     

Tb3＋离子与植物辣根过氧化物酶的作用方式探讨

利用紫外可见吸收光谱、红外光谱、荧光光谱、原子吸收及酶分离方法, 首次研究了稀土离子Tb^3＋与植物辣根过氧化物酶(HRP)的相互作用方式. 结果表明, Tb^3＋与HRP作用方式包括: (1) Tb^3＋与肽链上的氨基酸残基作用, 影响酶活性中心的微结构; (2) Tb^3＋能部分取代酶中的Ca^2＋; (3) Tb^3＋能部分剪切肽链上的氨基酸残基, 改变酶的结构. 因此, Tb^3＋与HRP的相互作用可能以一种方式为主, 或几种作用方式同时存在.     

Luminescence of Tb-doped Ca3Y2(Si3O9)2 oxide upon UV and VUV synchrotron radiation excitation

Powders of calcium yttrium silicate, Ca₃Y₂(Si₃O₉)₂, containing 0.1-3% Tb³⁺ were prepared using a sol-gel method and characterized with XRD, IR, UV-vis and UV-VUV spectroscopies at room temperature and 10 K. Structural analysis revealed pure monoclinic phase of Ca₃Y₂(Si₃O₉)₂ after heat-treatment at 1000 °C. Infrared spectroscopy showed that between 800 and 900 °C a short-range structural organization of the components proceeded, yet without crystallization. A strong emission of Tb³⁺ had been observed both in the green part of the spectrum due to the ⁵D₄→⁷F_J transitions and in the blue-violet region owing to the ⁵D₃→⁷F_J radiative relaxation. The color of the light could be tuned from yellowish-green to bluish-white both by means of the dopant content and the temperature of synthesis. Efficient luminescence of Tb³⁺-doped Ca₃Y₂(Si₃O₉)₂ phosphors could also be obtained upon stimulation with vacuum ultraviolet synchrotron radiation demonstrating that an energy transfer from the host to the Tb³⁺ ions takes place.