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     

Metal binding discrimination of the calmodulin Q41C/K75C mutant on Ca~(2+) and La~(3+)

Calmodulin (CaM) is a multifunctional Ca2+-binding protein regulating the activity of many enzymes in response to fluctuation of the intracellular Ca2+ level. It has been shown that a CaM Q41C/K75C mutant (CaMSS) with a disulfide bond in the N-terminal domain exhibits greatly reduced affinity to Ca2+. In the present study, the experimental results revealed a unique metal binding pattern in CaMSS towards La3+ and Ca2+ separately: the mutant protein binds Ca2+ at site Ⅰ, Ⅲ and IV; however, it binds La3+ at si...     

La3+诱导钙调蛋白与鼠脑组织钙调蛋白亲合蛋白的结合

应用固定化钙调蛋白(CaM)亲合色谱法、变性丙烯酰胺电泳(SDS-PAGE)和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)等方法研究了La3+诱导CaM在大鼠脑匀浆液中的钙调蛋白亲合蛋白(CaMBP)谱以及CaM-CaMBP在模拟细胞环境下结合作用的La3+浓度依赖关系, 并与Ca2+的作用进行了比较. 实验结果表明, (1) La3+参与的CaMBP物种与Ca2+的基本相同. 鉴定了其中含量高且稳定出现的5种CaMBP分别是参与糖酵解反应的6-磷酸果糖激酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶、细胞骨架类的微管蛋白和肌动蛋白以及应激反应相关的71000热休克同源蛋白, 表明稀土离子可能参与多种细胞过程; (2) La3+诱导CaM与5种CaMBP结合的浓度依赖曲线因CaMBP物种的不同而存在差别. 热休克同源蛋白、肌动蛋白或微管蛋白对La3+相对敏感, La3+在金属-CaM-CaMBP三元体系中与CaM的结合常数K与Ca2+的相近或稍高; 而6-磷酸果糖激酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶体系对La3+的敏感性明显低于Ca2+. 其原因可能在于模拟细胞环境的复杂性以及CaM-CaMBP蛋白质相互作用对金属离子与CaM配位结合的调节.     

稀土离子对钙调蛋白与单克隆抗体分子识别的影响

分别采用酶联免疫吸附(ELISA)法和荧光标记技术比较了Ca²⁺,La³⁺,Eu³⁺和Yb³⁺离子对钙调蛋白与单克隆抗体2C3之间分子识别的影响.结果表明,金属离子与钙调蛋白作用后会诱导其发生不同的构象变化,并进一步影响到钙调蛋白与单克隆抗体2C3分子之间的结合强度.当钙调蛋白分别与La³⁺,Eu³⁺,Yb³⁺作用后,它与单抗2C3分子之间的解离常数为(26.8±2.5),(21.8±3.4)和(64.8±5.1)nmol/L,而结合Ca²⁺前后的钙调蛋白与单抗分子的解离常数分别为(177.2±2.8)和(157±4.2)nmol/L.这一结果表明,稀土离子诱导钙调蛋白发生的构象变化明显不同于钙离子的作用,这种差异可能是稀土与钙离子对钙调蛋白调控作用表现出差别的原因.     

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.Tb³⁺具有比Ca²⁺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Ca²⁺.文中提及的金属离子对ACF的抗凝血活性没有显著的影响.     

Study on adsorption behavior of cesium using ammonium tungstophosphate (AWP)-calcium alginate microcapsules

A functional microcapsule was prepared by encapsulating the fine crystalline ammonium tungstophosphate(AWP) in calcium alginate polymer(CaALG).The characterization of AWP-CaALG microcapsule was examined by SEM and EPMA.The adsorption behavior of Cs(I),Rb(I),Sr(II),Pd(II),Ru(III),Rh(III),La(III),Ce(III),Dy(III) and Zr(IV) was investigated by the batch method.The batch experiments were carried out by varying the shaking times,HNO 3 concentration,and initial concentration of metal ions.Relatively large K d values above 10 5 cm 3 /g for Cs(I) were obtained in the range of 0.1-5 M HNO 3,resulting in a separation factor of Cs/Rb exceeding 10 2.In contrast,the K d values of Sr(II),Pd(II),Ru(III),La(III),Dy(III),Ce(III) and Zr(IV) were considerably lower than 50 cm 3 /g.The K d value of Cs(I) decreased in the order of the coexisting ions,H + > Na + >> NH 4 +,and a linear relationship with a slop of about 1 was obtained between log K d and log [NH 4 + ]([NH 4 + ] > 0.01 M).The adsorption of Cs(I) was found to be controlled by chemisorption mechanism,and followed a Langmuir-type adsorption equation.A high uptake percentage of 99.4% for Cs(I) was obtained by using the dissolved solutions of spent fuel from FBR-JOYO(JAEA).     

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.     

中心蛋白C端半分子与Sm3+作用的光谱研究

在0.01 mol.L-1Hepes,0.15 mol.L-1NaCl,pH 7.4及室温条件下,通过荧光光谱、圆二色光谱和紫外差光谱的方法研究了Sm3+与八肋游仆虫中心蛋白C端半分子(C-terminal domain of Euplotes octocarinatus centrin,C-EoCen)III,IV结合位点的结合能力及结合后对蛋白质构象的影响。结果表明,Sm3+与C-EoCen结合后,蛋白质从关闭式构象转变为开放式构象,蛋白的疏水性结构域外露程度增强,同时蛋白的α-螺旋含量明显增大;Sm3+与C-EoCen的III,IV结合位点的条件稳定常数分别为:lgKIII=6.23±0.39,lgKIV=6.81±0.51。     

铜转运蛋白C端金属结合域与Ag~+及Hg~(2+)的相互作用

铜转运蛋白(CTR1)不仅参与铜的细胞摄取,而且在其它重金属离子的摄取过程中也发挥重要作用.本文采用紫外-可见(UV-Vis)光谱,核磁共振(NMR)和质谱(MS)的方法,研究了人源CTR1(hCTR1)的C端金属结合域(C8)与Ag+和Hg2+的相互作用.研究表明,Ag+和Hg2+都能与C8结合,但二者与C8的结合机制明显不同.每个C8分子可以结合两个Ag+离子,但一个Hg2+却可以与两个C8形成桥联.此外,Ag+离子与C8的配位是一个中等速度的交换过程,而Hg2+离子则为快速交换过程.C8的半胱氨酸残基是两种离子的重要结合位点,同时组氨酸残基也参与两种金属离子的配位,其中Ag+优先结合组氨酸,而Hg2+则对半胱氨酸的结合具有显著的优势.虽然HCH基序对C8与金属配位至关重要,一些远端的其它氨基酸也可以参与C8与银离子的配位,这可能与CTR1在摄取Ag+过程中的金属转移机制相关.这些结果为理解hCTR1蛋白摄取重金属离子的作用机制提供了必要的信息.     

Studies on the Phase Properties of Winsor I-III Type Microemulsions with Dielectric Relaxation Spectroscopy

Microemulsions are thermodynamically stable,isotropic mixtures of water,oil,surfactant and cosurfactant that exhibit wide variety of microstructure.Winsor identified four general types of phase equilibria:Type I(O/W),II(W/O),III(B.C.)and IV(isotropic micellar solution)1.Type I and II are two-phase systems,type III a three-phase system,and type IV a single-phase system.Depending on surfactant type and sample environment,types I,II,III or IV form preferentially,the dominant type bein…     

一种钙/钙调蛋白依赖性的蛇毒磷脂酶A_2

分别研究了钙离子和三价稀土离子对白眉蝮蛇 (Agkistrodon blomhoffii Ussurensis)蛇毒磷脂酶 A2(PLA2 )活性的影响以及钙调蛋白对它的激活作用 .实验结果表明 ,PLA2 的活性对钙离子表现出依赖性 ,钙调蛋白能够激活该蛇毒 PLA2 ,钙调蛋白的拮抗剂三氟甲基吩噻嗪 (Trifluoperazine)能够完全抑制它对 PLA2的激活作用 .三价稀土离子 La3 、Eu3 、Dy3 、Yb3 对该 PLA2 的活性表现出抑制作用 ,其中离子半径较大的La3 和 Eu3 对酶活的抑制程度要小于半径较小的 Dy3 和 Yb3 .     

金属离子(Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Zn~(2+))与鸟嘌呤异构体配合物的稳定性

在B3LYP/6-311++G**水平上用极化连续介质模型(PCM)系统研究了金属离子(M+/2+=Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Zn2+)和十三种鸟嘌呤异构体形成的配合物GnxM+/2+(n为鸟嘌呤异构体的编号,x表示M+/2+与鸟嘌呤异构体的结合位点)在气(g)液(a)两相中的稳定性顺序.着重探讨了液相中配合物的稳定性差异,并且从溶质-溶剂效应、结合能、形变能及异构体的相对能量等几个方面分析了造成稳定顺序发生变化的原因.报道了溶液中这五种金属离子与鸟嘌呤异构体结合形成的六种基态配合物:aG1N2,N3Na+,aG1N2,N3K+,aG1O6,N7Ca2+,aG1N2,N3Mg2+(aG1O6,N7Mg2+),aG2N3,N9Zn2+.可以看出,除了在Zn2+配合物中鸟嘌呤异构体为G2外,构成其余四种金属离子配合物的鸟嘌呤异构体都是G1,但结合位点不同.同时对气相中各类配合物稳定性也进行了系统的排序,并报道了几种较稳定的配合物,如:gG3N1,O6K+,gG5N1,O6K+,gG3N1,O6Ca2+/Mg2+,gG4O6,N7Ca2+/Mg2+.     

稀土Eu3+对不同光强下红叶石楠色素含量及PAL活性的影响

以盆栽红叶石楠(Photinia fraseri)优良品种'红罗宾'二年生组培苗植株为供试材料,探讨了不同遮光条件及稀土元素Eu3+处理对其顶部叶片色素含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和Ca2+-ATPase酶活性的影响.结果显示,减少光照强度会导致叶绿素和类胡萝卜素含量上升,而使花青苷、红色素和PAL活性下降;稀土元素Eu3+处理一定程度提高了花青苷含量和PAL及Ca2+-ATPase酶活性.通过Eu3+和钙离子螯合剂(EGTA)、钙离子载体(A23187)、钙通道阻断剂(Verapamil)及钙调蛋白拮抗剂(CPZ)组合处理对50%光强下红叶石楠顶部叶片PAL活性影响的研究,推测Eu3+的生理作用机制可能是Eu3+通过细胞膜上的钙离子转运系统进入细胞内部,取代Ca2+-CaM信号系统中的Ca2+形成Eu3+ -CaM和(或)Eu3+-Ca2+-CaM复合物,替代Ca2+启动钙信号系统激活靶酶,调节效应酶功能,进而调控植物的一系列生理生化过程.     

Quantitative study on La~(3+) influx mediated by sodium-calcium exchanger in human lymphocytes

Whether La3+ can enter human peripheral blood lymphocytes by the Na+/Ca2+ exchanger or not and the effect of La3+on the Na+/Ca2+ exchanger activity are examined by fura-2 technique. And that whether La3+ is sequestered by intracellular organelles (mainly endoplasmic reticulum and mitochondria) is studied by this method. La3+uptake is obviously stimulated by pre-treating the cells with ouabain and by removing extracellular Na+, and intracellular La3+concentration ([La3+]i) is directly proportional to its extracellular concentration ([La3+]o). But when [La3+]o exceeds 0.4 mmol/L, the 340/380 nm ratio of fluorescence is no longer varied and the maximum [La3+], is 1.5×10-12 mol · L-1. The higher concentration of La3+ (0.1 mmol/L) increases Na+/Ca2+ exchange-mediated calcium influx, but lower concentration (10 μmol/L) appears to block calcium influx. The results also suggest that cytosolic La3+ is transported by the ATP-dependent Ca2+ pump. Intracellular Ca2+ stores are depleted by ionomycin, and then ion     

邻苯二酚-3,6-二甲撑亚氨基二乙酸的酸离解平衡及其与碱土金属、锰(II)、镉(II)、锌(II)、钴(II)、镍(II)、铜(II)、铁(II)、钍(IV)及铀酰离子配合物稳定性的研究

本文报道用PH滴定法测得KNO3水溶液中邻苯二酚-3,6-二甲撑亚氨基二乙酸(CBMIDA, H6L)的六级酸解离常数及CBMIDA的镁(II)、钙(II)、锶(II)、钡(II)、镍(II)、锌(II)、钴(II)、镉(II)、锰(II)、铜(II)、铁(II)、钍(IV)和铀酰离子的配合物稳定常数及配合物的质子化常数. 讨论了CBMIDA的逐级酸离解的动态平衡机理以及金属离子与CBMIDA形成的各种配合物的配位形式.     

反常蓝移单电子锂键Y…Li-CH3[Y=CH3, CH2CH3, CH(CH3)2, C(CH3)3]体系的结构与性质

在密度泛函理论B3LYP/6-311++G(d,p)及MP2/6-311++G(d,p)水平上研究了单电子锂键复合物Y…Li—CH3[Y=CH3, CH2CH3, CH(CH3)2, C(CH3)3]的结构与性质. 结果表明, 三种单电子锂键复合物H3CH2C…Li—CH3(II), (H3C)2HC…Li—CH3(III)和(H3C)3C…Li—CH3(IV)单电子锂键强度依II(-26.7 kJ·mol-1)相似文献   

La（III）与HSA或BSA的结合平衡研究

用平衡透析法详细研究了pH=6.3条件十La(III)与HSA或BSA的结合平衡,Scatchard图分析表明,La(III)在HSA中有2个强结合部位和8个弱结合部位,在BSA中有2个强结合部位和6个弱结合部位,从La(III)与Cu(II),Zn(II)和Cd(II)等的竞争结合HSA或BSA的结果推测,La(III)在HSA或BSA中的一个强结合部位的配位原子可能全部是氧原子,通过非线性最小二乘法拟合Bjerum方程,首次报道了La(III)-HSA和La(III)-BSA体系的逐级稳定常数值,其K1的数量极为10^4,Hill系数及自由能偶合分析表明La(II)与HSA或BSA的结合产生一定的负协同效应。     

串联催化体系制备长链支化聚乙烯

利用两种串联催化体系,Cat.I/Cat.II和Cat.I/Cat.III{Cat.I:[ArNCH-C8H3(CH2)2(C6H5)O]2 ZrBn2;Cat.II:(η5-C5Me4)Si(Me)2NtBuTiCl2;Cat.III:tans-Et(Ind)2ZrCl2)},催化了乙烯聚合,一步法制备出了长链支化聚...     

稀土离子Tb~(3+)对卵清蛋白稳定性的影响

在室温、p H=7.4、10 mmol/L 4-羟乙基哌嗪乙磺酸(Hepes)缓冲溶液条件下,利用荧光光谱研究了卵清蛋白(Ova)与Tb~(3+)的结合性质.利用荧光探针2-对甲苯胺基-6-萘磺酸钠(TNS)检测了Tb~(3+)对Ova疏水区的影响.通过化学变性实验分析了Ca2+和Tb~(3+)对Ova结构稳定性的影响.结果表明,Ova可以与Tb~(3+)形成1∶2的复合物,Tb~(3+)的结合使其疏水区暴露程度增加,TNS的荧光增强.Ova的解折叠曲线呈现三态的变化(N■■I■■U).Ca2+可以增加I■■U过程的稳定性,Tb~(3+)对N■■I和I■■U两个解折叠过程都有影响.     

新型杯[4]芳烃氨基苯酚类衍生物的合成及对La3 的选择性识别

设计合成了下缘连有氨基苯氧基结构的杯[4]芳烃衍生物:5,11,17,23-四叔丁基-25-[2-(2-氨基苯氧基)乙氧基]-27-(2-羟基乙氧基)-26,28-二羟基杯[4]芳烃(化合物C),增加了与阳离子的结合位点,有利于通过配位作用对金属离子进行识别。化合物C的结构通过红外光谱、1H NMR、13C NMR和质谱进行了表征。通过紫外可见光谱和荧光发射光谱对化合物C与24种金属阳离子的络合作用进行了研究,结果发现,其对La3+有特殊的识别作用,化合物C与La3+的络合比为1∶1。