藻胆蛋白的Langmuir-Blodgett膜——Ⅱ.R-藻红蛋白的光电化学性质研究

通过由R-藻红蛋白(R-PE)LB膜组成的光电池,研究了R-PE的电荷转移现象及光电化学行为.实验表明,由R-PE LB膜组成的光电池能产生光生电流,且当电解质溶液中存在电子给体和受体时光电流明显增大,说明R-PE光生电流的产生是由电荷转移引起的.进一步的对比实验说明,其光生电流是来源于蛋白所含发色团的光诱导电荷分离性质;光电流作用光谱也进一步证实了上述观点.当电解质溶液中存在或不存在电子给体时,光电流方向总是流向饱和甘汞电极(SCE),说明电子是从R-PE注入SnO_2光学透明电极(SnO_2 OTE)的导带;当电解质液中存在电子受体时,光电流方向总是流向SnO_2 OTE,说明这时电子是从SnO_2电极的导带注入R-PE分子.据此提出了R-PE光诱导电荷转移的机制.经测定由R-PE LB膜组成的光电池的光电转换量子效率Ф_(520MM)=3.4%,光生电势达400mV,且具有很好的光学稳定性,这说明R-PE是优良的生物光电转换功能材料.实验中,还测定了电解质溶液pH值,电子给体浓度,蛋白LB膜层数及光照时间对R-PE光电流的影响.     

坛紫菜中R-藻红蛋白的色谱纯化及性质研究

从坛紫菜藻胆蛋白粗提液中分离纯化R-藻红蛋白,经过两次不同柱长规格的自制羟基磷灰石柱层析和一次DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换层析,获得了较高纯度的R-PE(A565 nm/A280 nm＞5.3),测定了R-PE的紫外可见吸收光谱和荧光光谱,用SDS-PAGE测定了组成R-藻红蛋白各亚基的分子量.对R-PE在不同的pH和温度环境协同影响下的荧光稳定性进行了研究,摸索了R-PE的长期有效保存的方法并探讨了(NH4)2SO4的保护机理.     

坛紫菜中R-藻红蛋白的色谱纯化及性质研究

从坛紫菜(Porphyrahaitanensis)藻胆蛋白粗提液中分离纯化R 藻红蛋白(R phycoerythrin,R PE),经过两次不同柱长规格的自制羟基磷灰石柱层析和一次DEAE SepharoseFastFlow离子交换层析,获得了较高纯度的R PE(A565nm A280nm>5.3);测定了R PE的紫外可见吸收光谱和荧光光谱,R PE的吸收峰在565和498nm,在540nm有一吸收肩,荧光发射峰在573nm;用SDS PAGE测定组成R PE各亚基的相对分子质量,α β亚基约为18～20kDa,γ亚基约为35kDa;对R PE在不同的pH和温度环境协同影响下的荧光稳定性进行了研究,摸索了R PE的长期有效保存的方法并探讨了(NH4)2SO4的保护机理。     

纳米金粒子与R-藻红蛋白的相互作用

以NaBH4为还原剂, 采用化学还原法制备了纳米金溶胶, 发现以pH=7的金前驱液还原得到的纳米金粒子具有最强的紫外吸收(525 nm), 当以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂时, 此吸收紫移到510 nm. TEM观察金粒子大小为5~8 nm. PVP、聚乙烯醇(PVA)和吐温-80等能较好地稳定纳米金粒子, 而十二烷基苯磺酸钠、PEG-1000和OP乳化剂等则没有稳定作用. 以紫外-可见光谱(UV-Vis)、X光荧光光谱(XRF)、透射电子显微镜(TEM)等研究了纳米金粒子与R-藻红蛋白的相互作用, 发现R-藻红蛋白本身对纳米金粒子具有良好的稳定作用. 当R-藻红蛋白与纳米金粒子共存时, R-藻红蛋白所具有的538 nm吸收带强度有所增强, 并发生紫移, 同时578 nm的荧光强度也明显减弱, 这表明R-藻红蛋白与纳米金粒子的相互作用对R-藻红蛋白的空间结构产生了影响, 导致位于R-藻红蛋白外缘藻红素发色团(PEB)的微环境发生了改变. 凝胶柱层析及分光光度分析结果进一步证实了金纳米粒子与藻红蛋白存在明显的相互作用, 这种相互作用可能与藻红蛋白分子中所包含的氨基基团有关.     

两种不同光谱类型的R-藻红蛋白的荧光性质研究

红藻中的R-藻红蛋白(R-PE)依照其吸收光谱可分为两种不同的光谱类型,即“双峰型”和“三峰型”。本文通过对不同pH条件下的R-PE的荧光光谱及荧光寿命的研究,发现“三峰型”R-PE的pH稳定范围较“双峰型”R-PE大。在R-PE浓度对荧光光谱的影响实验中,随着蛋白浓度的增加,荧光峰位置逐渐红移。荧光寿命逐渐增大,荧光强度先行增加而后减弱。用碘离子对其荧光进行猝灭,随着碘离子浓度的增大,荧光强度逐渐降低,荧光寿命逐渐缩短,并服从Stem-Volmer规则。     

单分子流式检测仪的研制

采用激光诱导荧光和流体动力学聚焦技术成功地研制出单分子流式检测仪, 实现了对水溶液中单个藻红蛋白及单个DNA分子片段的检测, 检测速率可达到每秒几十次. 与单分子荧光显微术相比, 流式分析将固定的标本台改为流动的单分子悬液, 大大提高了检测速率和统计精确性, 更加适合生物样品的快速、超高灵敏分析.     

一种新型糖脂单分子膜与伴刀豆蛋白A的分子识别

一种新型糖脂单分子膜与伴刀豆蛋白Ａ的分子识别张希，沈家骢ＲｕｍｐＥ．，ＲｉｎｇｓｄｏｒｆＨ．（吉林大学化学系，长春，１３００２３）（德国Ｍａｉｎｚ大学有机化学研究所）关键词糖脂，单分子膜，分子识别糖与蛋白质、核酸相比，直到六十年代还只当作贮能和结构的...     

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”．     

条斑紫菜R-藻红蛋白及其晶体学的初步研究

从条斑紫菜(Porphyra yezoensis)中提取的天然R-藻红蛋白,在pH为7.5的0.05mol/L磷酸钾缓冲液中分子量为230000(23000)D;吸收光谱最大峰位于565nm,498nm及肩峰540nm;荧光发射最大峰位于578nm,正在进行中的X射线单晶衍射研究表明它结晶于菱面体空间群R3,按六方格子指标的晶胞参数为:a=6=187.5(2.5)和c=60.0(3.0);测定了晶体和母液的密度分别是1.215g/cm~3和1.070g/cm~3;蛋白质占据晶体体积的51.5％;讨论了在菱面体格子中晶体学不对称单位内可能包含分子量不大于8×10~4D的(αβ)_2的二聚体,在六方晶胞中三个直径为108,高为60的圆柱体状的分子,按空间群的对称性堆积成晶体。     

十八胺单分子膜的研究

通过测定在纯水和CdCl2溶液亚相上十八胺单分子膜的平衡、循环π～A等温线及其动态弹性,发现在亚相中加入Cd2+可以使膜的液态相凝聚性增强,固态相凝聚性减弱.液态的单分子膜在两种亚相上有较好的可回复性,而在固态膜中则不然.这可归因于在水面上十八胺分子间可形成氢键,而在CdCl2水溶液亚相上的十八胺则与Cd2+发生配位,形成了多配位络合物,两种情况下十八胺分子在高膜压区都会发生稳定的聚集.静、动态弹性的比较表明,膜障的振动不利于十八胺分子与Cd2+间的配位作用.     

气液界面磷脂单分子膜的表面增强拉曼光谱

采用纳米银胶作为成膜亚相, 原位获得了十八胺单分子膜、十八胺/卵磷脂复合膜的表面增强拉曼信号.研究表明,增强主要来源于亚相中的银粒子与成膜分子之间较强的作用.通过在磷脂膜内添加十八胺分子辅助增强而获取了卵磷脂的分子振动信息.     

条斑紫菜的藻胆蛋白的研究——Ⅰ.R-藻红蛋白的物理和免疫化学性质

本文证明条斑紫菜中有两种物理性质不同的藻红蛋白。它们的分子量各不相同。它们都由α-亚单位和β-亚单位组成。其聚集体形式是(αβ)_n。小分子形式的吸收峰和荧光峰比大分子的向短波长移动几毫微米;等电点较大分子的低。特别是,小分子形式的能够与豚鼠抗猪胰岛素血清结合。在放射免疫法中,当抑制~(125)I-胰岛素的结合率达50％时,R-藻红蛋白小分子需要量是0.1mg左右,相当于平行实验用的胰岛素约8微单位(26单位相当于1mg胰岛素)。     

组份可控的钌螯合物功能单分子膜

用作“表面离子”的钌螯合物Ru(dpphen)32+与脂肪酸类成膜分子以1:2混合时能够得到稳定的混合单分子膜.以十八烷基三氯硅烷（octadecayl trichloro silane, OTS）分子部分取代Ru(dpphen)32+,得到功能分子组份可控的混合单分子膜.研究表明,OTS分子在纯水表面上可以形成交联网状单分子膜结构,混入硬脂酸（SA）分子后,网状结构逐渐被破坏.SA含量增加,破坏的程度就增大,直至SA/OTS为3:1时,完全没有网状交联结构,形成可以用来沉积LB膜的均匀致密的单分子膜.表面离子Ru(dpphen)32+与OTS和SA一起构成三组份混合单分子膜,OTS和Ru(dpphen)32+为表面离子.单分子膜中混有Ru(dpphen)32+分子,可以有效地阻止OTS的交联发生,同时Ru(dpphen)32+/SA基团与OTS/SA基团是均匀共混的.改变Ru(dpphen)32+/SA基团与OTS/SA基团的混合比,即可以做到Ru(dpphen)32+的组份精确可控,得到可用来沉积LB膜的均一、稳定的单分子膜.     

髓鞘碱性蛋白对细胞膜脂质分子DPPC、DPPE单层膜影响机理研究

本文通过Langmuir单层膜的表面压力-平均分子面积(π-A)曲线的测定与分析,分别对髓鞘碱性蛋白(MBP)与细胞膜中不同头部基团脂质分子二棕榈酰基磷脂胆碱(DPPC)和二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)在空气/液体界面上的相互作用过程进行了系统研究.实验结果表明:(1)当界面上脂质含量一定时,亚相中随着MBP浓度的增大,DPPC、DPPE单层膜的等温线向平均分子面积较大的方向移动;(2)在单层膜表面压力为10 mN/m时,一个MBP分子分别结合140±3个DPPC分子和100±3个DPPE分子,随着表面压力增大,当MBP分子分别与两种磷脂分子相互作用时,MBP插入到磷脂单层界面的个数逐渐减少;(3)随着蛋白质浓度的增加,脂分子形成的单层膜变得较为疏松,且MBP分子易于插入到分子头部较小的DPPE单层膜中;(4)蛋白质的存在使DPPC单层膜的表面压力逐渐减小,且蛋白质浓度越大表面压力降低越多,DPPC被MBP带入到亚相中越多;(5)对于DPPE单层膜,蛋白质通过与DPPE相互作用插入到界面膜中,引起表面压力增大,且蛋白质浓度越高,压力变化量越大.     

硬脂酸单分子膜上电沉积Ag膜的研究

通过电沉积方法,以气/液界面上形成的硬脂酸单分子膜为模板诱导沉积金属银膜.考察了镀液pH值、单分子膜表面压及沉积电位对银膜形貌及结构的影响.实验发现,酸性镀液的气/液界面上形成的单分子膜不能诱导沉积银,而在中性和碱性镀液的气/液界面上可以诱导银膜的生长.当单分子膜处于液态或固态时,气/液界面有银膜形成;液态单分子膜上的银膜生长速度较快,且银膜的结构一致.随着电极电位的升高,银膜沉积的速度加快,呈环状向外生长的圆形银膜逐渐变得不规则.将不同实验条件下的银膜转移出来,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对银膜的结构与形貌进行了表征.研究表明,银首先在单分子膜上异相成核,由八面体构型逐渐发展成星型,最终在气/液界面形成具有松枝状微观结构的光亮银膜.     

藻类光合原初过程的计算机模拟——Ⅰ.藻胆蛋白激发态衰变中的激子湮灭

本文采用分立型的激子模型和Monte Carlo计算机模拟方法,对藻胆蛋白中激发态衰变进行了研究。结果表明:激子湮灭程度随激发光强和体系中色团数目的增加而增加,湮灭在光强约为10~13光子/cm~2时开始出现,到光强约为10~15—10~16光子/cm~2时达到饱和。激发态衰变曲线能否以单指数拟合不能作为湮灭存在与否的判据。湮灭程度与荧光量子产率直接相关。文献报道的所谓“安全”光强数值无普遍意义,因湮灭还与脉宽、色团的光捕获截面和光吸收系数等有关。     

聚离子复合物单分子膜的聚集结构研究

LB膜在非线性光学材料、生物传感器等众多领域有着诱人的应用前景,受到了广泛的关注.为了充分发挥LB 膜的功能,必须制备高度取向、无缺陷的LB 膜,因此充分把握LB膜的构成单元单分子膜的聚集结构显得十分重要.由于气液界面离子复合结构的形成对单分子膜的聚集结构产生很大的影响,近年,有关这方面的工作越来越活跃.本文以探讨     

硅表面嫁接有机单分子膜的研究近况

由于在微电子、化学 /生物化学传感器、纳米技术及太阳能等领域具有潜在的应用价值 ,通过 Si— C键在硅表面上直接嫁接有机单分子膜 ,已成为近几年新开展的研究热点 .对这一研究领域进行了概要综述     

界面单分子膜的共振Raman光谱及分子取向分布

基于长链分子在界面单分子膜中的单轴取向性,建立了以分布函数描述的取向分布模型。籍此对含偶氮苯的长链两亲性分子的界面单分子膜的共振Raman光谱观测结果进行了理论分析。利用偏振Raman强度值计算得到序参数和,并进一步给出了分子取向分布的图象。结果表明,取向分布随吸附量增加而改变,在不同的界面间显示出有意义的差别。文中还从分子取向变化的角度,讨论了二维凝聚态的性质,从而对这类界面体系获得更深刻的认识。     

条斑紫菜中的藻胆蛋白的研究——Ⅱ.条斑紫菜的R-藻红蛋白的聚集-解聚现象

本文证明条斑紫菜(porphyra yezoensis)中的R-藻红蛋白主要以八聚体形式(αβ)_8存在;同时含有少量二聚体(αβ)_2。八聚体在氧气和可见光作用下发生解聚作用,得到二聚体。二聚体在蔗糖密度线性梯度中起速离心,得到R-藻红蛋白的单体。单体可重新聚集为二聚体。R-藻红蛋白的单体和二聚体之间的聚集-解聚的可逆变化可能与聚集体之间的氢键的变化有关。