蜂王浆不同贮存条件下蛋白质二级结构的Fourier变换红外光谱研究

蜂王浆的质量与贮存时间和温度相关。测定了在不同温度下经过不同时间贮存后的蜂王浆Fourier变换红外光谱,应用去卷积和曲线拟合方法对蜂王浆的酰胺Ⅰ带进行分析,以期得到其蛋白质二级结构的组成。结果表明：这些蜂王浆之间存在明显而有规律的光谱差异,蛋白质二级结构的组成之间也存在显著差异。随着贮存时间增加和温度升高,蜂王浆蛋白质二级结构的α-螺旋和β-折叠分别显著减少和增加,β-转角也有增加的趋势,其变化幅度为28 ℃＞16 ℃＞4 ℃＞-18 ℃。这些结果与蜂王浆应该低温保存的理论相符。FTIR红外光谱结合去卷积、二阶导数和曲线拟合方法是评价蜂王浆品质和新鲜度的一种有效方法。     

应用红外光谱研究电场对超氧化物歧化酶二级结构的影响

超氧化物歧化酶经不同强度的电场处理,利用红外光谱法研究电场对超氧化物歧化酶二级结构的影响。结果表明,经不同电场强度处理的超氧化物歧化酶(SOD),其二级结构单元百分含量有不同程度的变化。α-螺旋和β-折叠结构单元在电场处理后,均为减少;β-转角结构单元均为增加;无规卷曲结构单元除4.0 kV·cm-1电场处理条件减少外,其余电场处理条件均为增加。电场处理具有使超氧化物歧化酶的α-螺旋、β-折叠向β-转角和无轨卷曲结构转化的作用,且不同电场条件下其转化情况不同。研究结果还表明,电场的作用使SOD活性发生改变,SOD活性变化与β-折叠含量变化相关。     

蜡样芽孢杆菌的二阶导数红外光谱研究

采用傅里叶变换红外光谱非破坏性地分析了蜡样芽孢杆菌,在获得完整全细胞组分的红外光谱信息基础上,进行了二阶导数光谱转换。结果表明,根据二阶导数光谱特征吸收峰可区分蜡样芽孢杆菌细胞的荚膜、芽孢、贮能物质等特殊结果物质。以1 654 cm-1附近的α-螺旋结构的蛋白酰胺带吸收峰与在1 601和1 403 cm-1附近显示的强羧基伸缩振动吸收峰可探测到细胞荚膜结构;根据1 617,1 372和1 569 cm-1附近的吡啶二羧酸(DPA)的吸收峰可认定细胞内芽孢的存在;此外,可在二阶导数红外谱图中同时找到多聚β-羟基丁酸(PHB)细胞粒、荚膜、芽孢的吸收峰。由二阶导数红外光谱可分辨重叠光谱来探测细胞多种结构物质,为从分子生物学与细胞生物学角度,为研究蜡样芽孢杆菌提供参考信息。     

羟基磷灰石结晶对牛血清白蛋白二级结构影响的光谱研究

通过圆二色谱(CD)及傅里叶变换红外光谱及退卷积、曲线拟合等技术研究了羟基磷灰石结晶对牛血清白蛋白二级结构的影响。CD谱结果表明,在纯的牛血清白蛋白中,α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规则卷曲等4种结构的含量分别为56.8%, 5.8%, 14.1%, 23.9%;而在羟基磷灰石/牛血清白蛋白溶液中,4种结构的含量分别为25.4%, 25.0%, 20.0%和29.7%, 红外光谱结果与其一致。由此可以看出, 晶体的形成使牛血清白蛋白的α-螺旋结构含量减少,β-折叠结构含量增多,且随着反应时间的进行α-螺旋结构减少越来越明显,β-折叠结构增加越来越多,表明在溶液中部分α-螺旋结构转变为β-折叠结构。文章对这种变化的本质进行了初步探讨。     

应用圆二色光谱研究电场对辣根过氧化物酶二级结构的影响

辣根过氧化物酶(ＨＲＰ)经不同强度的电场处理,用圆二色光谱研究了电场对辣根过氧化物酶二级结构的影响。结果表明：在1.0～6.0 kV·cm-1范围, 不同强度的电场对辣根过氧化物酶的α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲相对含量的影响程度不同。与对照组相比,处理组的α-螺旋、β-转角和无规卷曲含量降低,降幅范围分别为0.3%～11.4%,1.7%～15.3%和0.9%～20.4%;β-折叠含量增加,增幅范围为0.9%～82.7%。电场作用具有使辣根过氧化物酶的二级结构中α-螺旋、β-转角和无规卷曲向β-折叠转化的趋势。研究结果对解释电场处理种子生物效应具有重要意义。     

傅里叶变换红外光谱对阴离子表面活性剂SDS与牛血清白蛋白相互作用的研究

对牛血清白蛋白BSA与阴离子表面活性剂SDS在水溶液中不同浓度和不同相互作用时间的红外光谱进行了研究。研究表明,短时间和低浓度时SDS使BSA的α-螺旋结构增加,无规结构降低,没有破坏蛋白质的二级结构;当SDS浓度很大或者SDS与BSA的作用时间长时,蛋白质的二级结构遭到破坏,BSA的α-螺旋结构降低,无规结构增加。     

卤代苯甲酰基二茂铁的紫外光谱研究

研究了全系列的邻、间、对-卤代苯甲酰基二茂铁的紫外光谱,发现化合物紫外光谱K带及R带 λ_max值呈现如下规律：卤素相同而取代位置不同时,K带和R带λ_max值均为λ_max(m-X)＞λ_max(p-X)＞λ_max(o-X); 卤素不同而取代位置相同时,K带λ_max值顺序为λ_max(Cl)＞λ_max(Br)＞λ_max(I)＞λ_max(F),而R带λ_max值顺序为λ_max(I)＞λ_max(Br)＞λ_max(Cl)＞λ_max(F), 邻位为Br,I时出现例外。     

绿松石的激光拉曼光谱研究

对湖北、安徽地区绿松石进行了激光拉曼光谱测试分析。结果表明,绿松石中H₂O,OH-及PO3-₄的基团振动是导致其激光拉曼光谱形成的主要原因。3 510～3 440 cm-1的谱峰是由ν(OH)伸缩振动所致,其中ν(OH)振动导致的强拉曼特征谱峰在3 470 cm-1附近,ν(H₂O)伸缩振动致拉曼谱峰位于3 290～3 070 cm-1附近的较为宽缓的弱谱峰处;由ν₃(PO₄)伸缩振动致强拉曼特征谱峰在1 200～1 030 cm-1之间,其中ν₃(PO₄)振动导致的强拉曼特征谱峰在1 039 cm-1附近,ν₄(PO₄)弯曲振动位于650～540 cm-1范围,ν₂(PO₄)的弯曲振动谱峰位于500～410 cm-1处;不同产地、不同结晶类型的绿松石表现出的拉曼谱峰特征基本一致。     

山东蒙阴金伯利岩中橄榄石的OH红外光谱研究

山东蒙阴金伯利岩中的橄榄石样品的OH红外光谱研究结果表明,在橄榄石的红外光谱图中,3 800～3 000 cm-1范围内共有60多个ν_OH吸收峰。其中3 800～3 710 cm-1范围内的ν_OH吸收峰主要是由空气中的水蒸气所引起的,并非橄榄石的本质或非本质ν_OH;3 710～3 620 cm-1范围内的ν_OH吸收峰主要归属于蛇纹石、滑石、含镁闪石三种含水蚀变矿物相,是橄榄石的非本质ν_OH。含水矿物相中的H主要是在金伯利岩浆后期侵位期间进入橄榄石的;3 620～3 425 cm-1范围内的ν_OH吸收峰源于H占据橄榄石结构中的Si空位后形成的硅镁石型缺陷,及(或)H占据橄榄石结构中的(Mg,Fe)等阳离子空位后形成的缺陷,因而是橄榄石的本质ν_OH。H主要是在地幔环境中,当橄榄石存在于高温的、富流体的金伯利岩浆中时进入橄榄石的;3 425～3 000 cm-1范围内的ν_OH吸收峰主要是由流体水分子所引起的,是橄榄石的非本质ν_OH。流体水可以在地幔环境中,也可以在金伯利岩浆后期侵位期间进入橄榄石。     

鼻咽癌患者指甲的红外光谱研究

利用傅里叶红外光谱研究了20例正常人和3例鼻咽癌患者手指甲的红外光谱,结果表明：癌指甲样品与正常指甲样品的红外光谱在峰形、峰强度、峰频率等方面均存在明显差异;它们的最大区别是：酰氨Ⅱ带峰形的变化,δ_s(CH₃)峰的消失,以及874.0 cm-1附近有无吸收峰。还着重研究了磷酸二酯基团的对称和反对称伸缩振动;以及C—O基团伸缩振动峰的变化。并从蛋白质、核酸氢键的角度以及膜脂碳氢链排列及构像变化角度等方面分析了发生变化的原因。磷酸二酯基团的对称伸缩振动峰呈现有规律的变化, 即癌样品由1 080.0位移到1 077.6 cm-1, 反对称伸缩振动由1 239.4位移到1 238.4 cm-1, 表明指甲核酸分子内磷酸二酯键骨架的结构发生了改变。另外, 膜脂分子中的CH₂弯曲振动 δ(CH₂)的波数也有些改变, 即癌样品由1 453.1位移到1 453.7 cm-1。而且,峰的强度也有所增强, 说明癌患者指甲的膜脂中亚甲基链的无序状态较正常人的大。     

应用圆二色光谱研究电场对超氧化物歧化酶二级结构的影响

超氧化物歧化酶经不同强度的电场作用,采用圆二色光谱研究了不同强度的电场对超氧化物歧化酶二级结构的影响.结果表明：在1.0 kV/cm～6.0 kV/cm范围, 不同强度的电场对超氧化物歧化酶的α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲相对含量的影响程度不同.与对照组相比,处理组的β-折叠和β-转角含量降低,降幅范围分别为2.5%～15.1和0.9%～3.5%;α-螺旋和无规卷曲含量增加,增幅范围分别为3.1%～18.8%和1.0%～8.9%.电场作用具有使超氧化物歧化酶的二级结构中β-折叠、β-转角向α-螺旋及无规卷曲转化的趋势.     

微胶囊形成过程中蛋白质二级结构变化的红外光谱分析

选用乳清蛋白、大豆分离蛋白分别与麦芽糊精共混作为微胶囊壁材,用红外光谱法研究这两种蛋白质在微胶囊形成前后的结构变化。结果表明：两种蛋白质分别与麦芽糊精共混,经过加热和喷雾干燥后,蛋白质的二级结构发生了改变,其中乳清蛋白二级结构α-螺旋含量降低1.90%,β-折叠含量增加0.89%,β-转角增加8.19%,无规卷曲减少7.18%。大豆分离蛋白二级结构α-螺旋含量降低1.64%,β-转角含量降低0.47%,β-折叠增加10.20%,无规卷曲减少了9.03%。同时,两种蛋白质的酰胺Ⅰ带均向低波数方向移动,说明在微胶囊壁结构形成过程中两种蛋白质与麦芽糊精之间发生了相互作用,形成的氢键作用力较强。利用扫描电镜观察分别用两种蛋白质作为壁材包埋大豆油脂微胶囊的表面微结构,发现使用α-螺旋含量高的乳清蛋白为壁材的微胶囊表面更光滑、完整。     

pH响应的包覆超顺磁性纳米颗粒的γ-聚谷氨酸二级结构研究

用傅里叶红外光谱法(FTIR)定量研究了pH对包覆超顺磁性纳米颗粒的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)二级结构变化的影响。结合傅里叶去卷积技术和二阶导数法对原始谱带(酰胺Ⅰ带)进行高斯拟合,计算了二级结构的相对百分含量。红外结果显示:pH变化影响γ-PGA的二级结构。γ-聚谷氨酸磁性纳米微球中γ-PGA的β-折叠和β-转角的总含量很大,达65％以上,而α-螺旋和无规卷曲的含量则比较少。随着pH值的增大,β-折叠的含量逐渐减少相反β-转角的含量逐渐增大。γ-PGA二级结构变化与γ-聚谷氨酸磁性纳米微球在水溶液的稳定性有关。考察了γ-聚谷氨酸纳米微球的zeta电位随pH的变化。结果表明,pH为10.2时zeta电位出现极小值,其绝对值最大,颗粒稳定性最好。     

pH对中国人乳β-酪蛋白二级结构的圆二色和拉曼特征影响

人乳中β-酪蛋白为婴儿的快速生长提供了最适宜的氨基酸、钙磷等。以往的研究均是对牛乳的β-酪蛋白二级结构进行分析,而牛乳β-酪蛋白对婴儿配方乳的指导意义不如人乳β-酪蛋白,且人乳β-酪蛋白难以获得合适的蛋白晶体,其三级结构不清楚。为了获得中国人乳β-酪蛋白二级结构的相关基础信息,采用圆二色光谱(CD)法和拉曼光谱(Raman)法分析在不同pH条件下其二级结构的变化,结果表明：pH值的改变能够诱导中国人乳β-酪蛋白二级结构的改变,CD分析表明β-酪蛋白各部分的二级结构分别是：0.5%~2% α-螺旋,16%~18% β-折叠,30%~34% β-转角,49%~51% 无规则卷曲;随着pH的增加,部分结构发生了变化,α-螺旋在pH 8处含量增加,而在pH 10处含量减小。拉曼光谱分析表明：β-酪蛋白在酰胺I的特征峰在1 662 cm-1处,分析出β-酪蛋白的无规则卷曲含量较高。同时,根据I₈₅₀/I₈₃₀的比值计算出β-酪蛋白的酪氨酸残基趋向于“暴露式”。圆二色光谱和拉曼光谱都证明了人乳β-酪蛋白二级结构中无规则卷曲的含量最高,而β-折叠和β-转角含量保持相对的稳定。并且,在pH 8条件下,α-螺旋含量高于在其他pH条件下的含量。     

FTIR光学信息研究PLD蛋白分子冻干胁迫下的二级结构变化

通过FTIR光学信息研究液态和固态磷脂酶D的二级结构,结果表明FTIR光学信息是一种有效的蛋白质分子二级结构研究方法。FTIR的光学信息分析表明冻干胁迫下,磷脂酶D的FTIR光学信息及二级结构发生较大变化。在磷脂酶D活性构象时的pH冻干使磷脂酶Dα螺旋大大下降,无规卷曲大大上升,β折叠几乎没有变化,说明PLD蛋白质分子空间有序构象解体严重。功能性试验表明,磷脂酶D二级结构的变化直接导致了其活性发生很大变化。     

Study of the interaction of gemini surfactant NAE12-4-12 with bovine serum albumin

The interaction of 1,4-bis(3-(dodecyloxylacyl)pyridinium)butane dibromide (designated as NAE12-4-12) and bovine serum albumin (BSA) was investigated by UV–vis absorption, FTIR and fluorescence spectroscopies. The results showed that NAE12-4-12 had strong ability to quench the intrinsic fluorescence of BSA and caused the emission peak blueshift through a static quenching process. The binding constant of NAE12-4-12 with BSA decreased with increasing temperature. The binding process was exothermic, spontaneous and enthalpy driven. The distance between BSA and NAE12-4-12 decreased with incremental concentration of NAE12-4-12. Furthermore, FTIR spectra of BSA–NAE12-4-12 reflected that the secondary structure of BSA changed in the presence of NAE12-4-12, and the curve fitting of IR spectra revealed that the content of α-helix decreased while those of β-sheet, β-turn and random coil rose.     

傅里叶显微红外研究C-末端酸性蛋白对α-硫素原核表达过程的影响

采用傅里叶变换显微红外手段研究了在信号肽缺失的情况下,C-末端酸性蛋白的存在对小麦α-硫素原核表达过程中蛋白质二级结构的影响.SDS-PAGE表明带有酸性蛋白(Sc样品)的重组质粒在大肠杆菌BL21(DE3)中以包涵体形式高效表达;而酸性蛋白缺失(S样品)可以极大提高外源蛋白的可溶性.通过对含有S及Sc的全细胞在诱导前及诱导后2 h的酰胺Ⅰ带区域图谱求筹谱及二阶导数谱,发现诱导前在1 630cm~1处吸收较弱,而在诱导2 h左右,在1 630 cm~(-1)处检测到明显的吸收峰,该位置的吸收主要来自于聚集体的贡献.进一步对酰胺Ⅰ带区域进行傅里叶去卷积处理,结合高斯曲线拟合,发现在Sc样品中随着诱导时间的增加,聚集体含量逐渐增加,这与SDS-PAGE结果一致.此外,伴随着聚集体的形成,α-螺旋的含量逐渐增加;而β-折叠和无规卷曲的含量却逐渐减少.在S样品中观察到无规卷曲的含量随诱导时间的增加逐渐提高,而β-转角及(1 629±1)cm~(-1)处对应的β-折叠的含量却逐渐减少.上述现象表明:C-末端酸性蛋白的引入导致表达过程中β-折叠和无规卷曲逐渐向聚集体和α-螺旋转化.     

圆二色谱表征芥蓝抗坏血酸过氧化物酶变性过程中的结构变化

圆二色谱(CD)是一种特殊的吸收光谱,蛋白质的二级结构如α-螺旋、β-折叠、β-转角在远紫外区(190～250 nm)都具有特征性的CD图谱。为了了解芥蓝抗坏血酸过氧化物酶(BaAPX)在变性过程中活性变化和结构变化的关系,动态监测了不同时间、温度及浓度条件下BaAPX的比酶活及远紫外CD图谱,并利用CD分析软件Dichroweb计算了BaAPX中四种二级结构的百分含量。结果表明：BaAPX属于全α型蛋白,α-螺旋的百分含量与比酶活之间存在比较明显的正相关关系。在低浓度低温的变性过程中,BaAPX发生了初始态(N态)→α-螺旋最少态(R态)一步结构变化;在高浓度低温的变性过程中,BaAPX发生了N态→平衡态(T态)一步结构变化;在热处理后低温复性的变性过程中,BaAPX发生了N态→R态→T态两步结构变化。     

Ultrasonic treatment on physicochemical properties of water-soluble protein from Moringa oleifera seed

Effect of ultrasonic power on the structure and functional properties of water-soluble protein extracted from defatted Moringa oleifera seed were explored. The results showed that ultrasonic treatment could reduce β-sheet and β-turn content of water-soluble protein from Moringa oleifera seed (MOWP) and increase the content of random coil and α-helix. Changes in intrinsic fluorescence spectra, surface hydrophobicity (H₀) and thermal behaviors indicated that ultrasonic had significant effect on the tertiary structure of MOWP. The results of SEM and SDS-PAGE showed that the MOWP was aggregated but not significantly degraded by ultrasound. The solubility, foaming properties and emulsifying properties of MOWP increased firstly and then decreased with the increase of ultrasonic power. Ultrasonic treatment altered the functional properties of MOWP, which might be attributed to the exposure of hydrophilic group and the change of and secondary and tertiary structure.     

Analysis in protein profile,antioxidant activity and structure-activity relationship based on ultrasound-assisted liquid-state fermentation of soybean meal with Bacillus subtilis

This study investigated effects of ultrasound on the contents of peptide and soluble protein, antioxidant activity, functionalities and structural characteristics of fermented soybean meal (FSBM) with Bacillus subtilis systematically. The results showed that there were significant effects of ultrasound treatments (frequency, treatment time and power density) on the contents of peptide and soluble protein (p < 0.05). Under the optimum ultrasound conditions (power density of 0.08 W/mL, frequency of 33 kHz and treatment time of 1 h) by single factor experiment, the contents of peptide and soluble protein increased by 31.27% and 18.79% compared to those of the control, respectively. Additionally, the in vitro antioxidant activity (•OH scavenging rate, Fe²⁺ chelating capacity and DPPH radical scavenging rate) and functional properties (emulsifying activity and emulsifying stability) of FSBM were found to be noticeably improved by ultrasound (p < 0.05). The fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy revealed that ultrasound caused protein molecules to unfold with a decrease content of α-helix and β-turn and an increase in the proportion of β-sheet and random coil. Besides, atomic force microscope (AFM) results indicated that ultrasonication generally increased the surface roughness of protein and the protein sonicated with higher frequency (≥33 kHz) exhibited a greater height compared to lower frequency ultrasonication. Structure-activity relationship analysis illustrated that there was a good linear relationship between •OH scavenging rate and β-sheet/β-turn with Pearson’s correlation coefficient r of −0.86/0.90. Collectively, the selection of ultrasonic parameters is essential for the preparation of functional protein and bioactive peptide by enhancing fermentation of agroindustrial by-products.