菌紫质光循环中间体M的双相衰减:蜂毒素及其定点突变体的影响

菌紫质(bacteriorhodopsin,BR)是嗜盐菌(H.halobium)紫膜(purple membrane)中唯一的蛋白成分,能将光能转换成电化学能.明适应的BR受光激发,约500fs(10~(-15)s)后生成过渡态J,约3ps(10~(-12)s)之后转变成含13-顺生色团的中间态K,然后历经L,M,N,O等中间态在10～20ms内回到BR.随着循环的进行,质子从细胞质侧转运到细胞外侧,产生跨膜质子梯度.BR的光循环中间体M的生成和衰减与质子转运密切相关.快速动力学分析表明M的衰减过程至少可以分出快(M_(412f))、慢(M_(412s))两种成分.关于两种M衰减成分产生于BR光循环的哪个步骤,已经提出了多种看法.但目前仍没有一个广为认同的解释.     

蜂毒素与紫膜的相互作用

紫膜是嗜盐菌光照下在质膜上形成的紫色膜片.细菌视紫红质(Bacteriorhodopsin,BR)是紫膜中包含的唯一蛋白.紫膜中蛋白与脂的比率为1:10(mol/mol),构成紫膜的大多数磷脂在中性pH下带有电荷.蜂毒素(Melittin)是蜂毒液中的主要成分,由26个氨基酸组成.蜂毒素与膜脂的作用,尤其是它的溶血作用及作为离子通道已经研究的相当多.由于BR的特性,胡坤生等人率先开展了蜂毒素与BR相互作用的研究,证实了蜂毒素与BR疏水     

纳秒激光激发的紫膜K,L过程寿命的测量

紫膜是嗜盐菌在特定条件下在其部分细胞膜上合成的,膜上仅有一种蛋白质——菌紫质(BR),它由248残基组成,分子量为26ku,7次跨膜.在光照下BR分子会经过一系列物化变化形成一系列中间体K,L,M,N,O,最后又恢复至原始状态.紫膜是理想的生物光能转换材料,并成为多种学科的研究对象,由于紫膜的光循环过程与质子泵功能以及光电响应相关联,BR的光化学循环过程的测定和研究在紫膜及其应用中有重要的作用.光动力学过程的参数是一个主要的物理参数.国外文献中有关报道不少,国内在毫秒级的动力学过程的测量已有成熟的装置和应用.但仅能测量M中间体以后的衰减过程,为了研究M以前的K,L等动力学过程,必须用纳秒激光分析研究微秒量级的过程.我们采用7ns的激光作为激发光源,同时测量到K,L等中间产物的形成和衰减过程,这对利用K过程研究BR双稳态和深入了解紫膜的光动力学过程都有重要作用.     

细菌视紫红质基因工程点突变体BR-D96V的获取及其与合成高分子聚乙烯醇的功能性复合材料的制备

细菌视紫红质(BR)是嗜盐菌质膜上的一种跨膜蛋白质,具有独特的光学响应,与合成高分子材料的复合有望提供一种信息功能材料.制备了第96位天冬氨酸被缬氨酸取代的BR突变体BR-D96V及其高分子复合膜,并进行了相关基础研究.通过基因工程方法,在本身不表达BR的嗜盐菌L33中实现了新突变体BR-D96V的表达.尽管缬氨酸侧链具有强疏水性,取代天冬氨酸后的蛋白质仍然具有光学响应,但与野生型BR相比,中性的盐溶液环境中突变体BR-D96V的M态寿命延长近两个数量级,有利于未来作为信息材料使用.将此突变体蛋白质与合成高分子聚乙烯醇(PVA)均匀混合后制备得到蛋白质/聚合物复合功能膜,M态寿命比液体条件下又有显著的延长.还发现BR-D96V中间态的寿命对于体系的含水量具有较高的敏感性.     

磷脂单层膜对蜂毒素二级结构变化的诱导

蜂毒素(Melittin)是一种欧洲蜜蜂(Apis mellifera)毒汁的主要成分,由26个氨基酸组成,分子量2840,多肽链中含有6个正电荷。蜂毒素是一种高度水溶性的膜多肽(>250mg/ml),执行功能时通过水相到达细胞膜。大量实验已经证明,蜂毒素直接与红细胞的膜脂相互作用,不需要特异性受体。因此对蜂毒素与脂双层相互作用的研究不仅对了解其毒性机理有特殊意义,同时对理解膜脂-膜蛋白相互作用亦有普遍意义。在低离子强度水溶液中,蜂毒素主要以无规卷曲形式存在。在脂双层中,蜂毒素二级     

蜂毒素插膜过程构象变化的研究

蜂毒素(Melittin)是蜜蜂毒液中的一种多肽,由26个氨基酸组成,分子量2840.蜂毒素具有强烈的溶胞作用,据报道大约1μg/ml的蜂毒素即可引起红细胞溶血.此外蜂毒素还可以在膜上形成电压门控的离子通道,高浓度的蜂毒素可以引起脂双层的微团化(Micellization)并导致膜融合.关于蜂毒素执行生理功能的机制目前尚无定论,已有的实验证据表明,蜂毒素与生物膜的作用是其发挥生物学功能的前提.     

蜂毒与菌紫质分子的相互作用

蜂毒是蜜蜂毒液中的主要成分,在很低的浓度下就能使细胞膜溶解。为了弄清其作用机理,不少人进行了蜂毒与膜相互作用的研究。主要工作集中于蜂毒与脂质的相互作用。有关蜂毒与蛋白质相互作用的研究则很少。菌紫质分子是较理想的材料,其结构和功能都很清楚,对搞清蜂毒与膜的相互作用有很大的帮助。我们曾报道蜂毒对菌紫质分子的旋转扩散运动的影响。本文测量了蜂毒对于不同状态下的菌紫质分子的旋转扩散运动的作用,同时用电子显微镜冰冻断裂法观察了蜂毒引起的结构变化,提出蜂毒与菌紫质分子相互作用的模型。     

乳胶清除蛋白LcpK30催化氧气裂解聚顺-1,4异戊二烯机理

乳胶清除蛋白LcpK30是一种内型双加氧酶,其通过活化分子氧催化裂解化学惰性的聚顺-1,4异戊二烯,进而生成醛和酮.实验发现活性区域的谷氨酸148对活性有重大影响,然而其作用机制和整个反应机理仍然存在争议.本研究使用量子力学/分子力学组合方法研究了乳胶清除蛋白催化分子氧氧化裂解天然橡胶模型化合物的反应机理.计算结果显示谷氨酸148在反应过程中为质子化态,并与铁(Ⅲ)-超氧物种形成稳定氢键,因此其作用可能与调节铁(Ⅲ)-超氧物种与底物的位置有关.可能反应机理为:(1)铁(Ⅲ)-超氧物种的远端氧进攻底物碳碳双键,形成过氧烃自由基中间体;(2)近端氧回弹到碳自由基,形成过氧化物中间体和铁(Ⅱ)中心;(3)铁(Ⅱ)调节的过氧化物中间体O–O键还原裂解,生成邻二醇自由基负离子中间体;(4)邻二醇自由基负离子C–C键断裂,生成产物醛和酮.此外,计算发现,过氧化物中间体O–O键直接断裂反应能垒超过160 kJ/mol,表明铁(Ⅱ)的催化对于过氧化物中间体的后续转化至关重要.因此,本研究结果不仅加深对于Lcp_(K30)反应机理的理解,而且为Lcp酶降解合成橡胶材料的设计和工程化提供有用信息.     

血管紧张素Ⅱ及其自旋标记物的合成、生物活性和顺磁共振的研究

血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AugⅡ)是肾素-血管紧张素系统(RAS)中的重要成分,在肾脏RAS中,肝脏生成的一种α_2球蛋白,即血管紧张素原,通过肾小球旁细胞分泌的一种蛋白水解酶肾素的作用,成为10肽血管紧张素Ⅰ(AngⅠ),再通过血管紧张素转化酶的作用去掉两个氨基酸(His-Leu)成了强活性的8肽AugⅡ,其氨基酸序列为:DRVYIHPF.AugⅡ可与相应受体结合引发多种生理效应.自旋标记方法为生物学研究提供了有效手段,有些顺磁性基团自身结构功能也对被标记分子的结构发生影响,被认为是双功能基团.     

蜂毒新多肽部位BV I-2H的分离纯化及其生物学活性

利用蜂毒治疗类风湿性关节炎(RA)已有悠久的历史,并取得了良好的治疗效果.为研究其抗炎机制及确定有效的抗炎成分,利用凝胶过滤层析、肝素亲和柱层析、高效液相色谱等方法分离蜂毒多肽,并观察蜂毒多肽对小鼠脾淋巴细胞细胞周期、细胞因子合成及IκBα蛋白磷酸化的影响.高效液相色谱检测分离得到的蜂毒多肽BV I-2H为单一对称峰,电喷雾质谱检测结果表明BV I-2H是蜂毒多肽混合物,其主要成分的分子量为644.8 u.BV I-2H可抑制ConA诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖和IL-1合成,可使ConA诱导的脾淋巴细胞呈现明显的G2/M期阻滞.此外,BV I-2H可抑制PMA诱导THP-l细胞合成TNFα,抑制TNFαmRNA的表达及IκBα蛋白磷酸化.实验结果提示,蜂毒多肽BV I-2H是蜂毒发挥抗炎作用的重要组成成分.     

地球原始大气中氧气起源的新发现

正地球上氧气(即稳定的氧分子O2)的起源有许多未解之谜.不同于现在所熟知的光合作用产生氧,生命物质存在之前的地球原始大气中就存在氧气,它们是如何产生的呢?已广泛认可的途径是三体复合反应:即两个来自二氧化碳(CO2)光解的O原子和一个媒介体原子分子M,三者共同作用而生成氧气分子O2;最近的一个研究认为CO2在能量范围为11.686~12.145 e V的真空紫外光作用下可以直接     

蜂毒新多肽部位BVⅠ-2H的分离纯化及其生物学活性

利用蜂毒治疗类风湿性关节炎（RA）已有悠久的历史，并取得了良好的治疗效果，为研究其抗炎机制及确定有效的抗炎成分，利用凝胶过滤层析、肝素和柱层析、高效液相色谱等方法分离蜂毒多肽，并观察蜂毒多肽对小鼠淋巴细胞细胞周期、细胞因子合成及Iκβα蛋白磷酸化的影响。高效液相色谱检测分离得到的蜂毒多肽BV I－2H为单一对称峰，电喷雾质谱检测结果表明BV I－2H是蜂毒多肽混合物，其主要成分的分子量为644．8u。BV I－2H可抑制 ConA诱导的上鼠脾淋巴细胞增殖和IL－1合成，可使ConA诱导的脾淋巴细胞呈现明显的G2／M期阻滞。此外，BV I－2H可抑制PMA诱导THP－1细胞合成TNFα，抑制TNFαmRNA的表达及Iκβα蛋白磷酸化。实验结果提示，蜂毒多肽BV I－2H是蜂毒发挥抗炎作用的重要组成部分。     

依赖于羟基自由基的两次化学发光产生体系:致癌性多卤代醌与过氧化氢

传统的化学发光通常只会产生一次化学发光,并且极少专一依赖于高反应活性的羟基自由基(OH).致癌性四氯苯醌(TCBQ)与H2O2反应能产生一种非同寻常的两次化学发光,其产生与2次OH形成存在良好相关性,且前者直接依赖于后者.研究推测在TCBQ与H2O2的反应过程中,生成了某种依赖于OH形成的新型醌-1,2-二氧杂环丁烷中间体以及激发态的多羰基物质,正是它们导致了该体系的化学发光.这些发现将有助于检测和定量OH以及多卤代芳烃类致癌物.     

冬凌草中又一抗肿瘤有效成份——冬凌草乙素

冬凌草(Rabdosia rubescens Hemsl)的抗癌有效成分之一冬凌草甲素(Rubescensine A)我们已作了报道。在我们对冬凌草其它二萜成分继续深入研究中,又分得了另一含量较高的、具苦味的二萜成分——冬凌草乙素(Rubescensine B),经结构鉴定与Fujitae从延命草(Isodon japonica Hara)中得到的微量成分Ponicidin为同一化合物;药理研究表明,冬凌草乙素亦具抗肿瘤活性,是冬凌草的另一抗癌有效成分。现将结果报道如下:     

裂殖酵母细胞周期调控机制的系统建模与分析

以酵母细胞周期行为作为研究对象, 综合分析了Puc1, Cig1, Cig2和Cdc13共4种周期蛋白在细胞周期G1/S, G2/M和M后期转换的调控作用, 绘制了周期调控机制的蛋白相互作用网络图, 并建立了对其动态行为进行描述的数学模型. 通过对不同突变体种型模拟结果的比较, 进一步说明了各种周期蛋白在细胞周期进程中对S期启动、G2/M周期时相转换所起的作用.     

鋅离子对蟾蜍离体排卵的影响

我們研究胰島素对激素在离体排卵过程中作用的影响时,曾經使用了两种激素,一种为含鋅胰島素,另一种是不含鋅的胰島素。当含1μg/ml睾酮的任氏液中加入0.5—1.0 IU/ml的胰島素后,发     

溴化铯、溴化镨在氢溴酸介质中反应的相化学研究

80年代初,Meyer将CsCl和PrCl_3溶解在浓盐酸介质中反应,生成中间体(CsPr_2Cl_7)(hyd),然后再生HCl气氛下进行高温脱水得到CsPr_2Cl_7化合物,其反应为:CsCl+2PrCl_3·7H_2O(?)(CsPr_2Cl_7)(hyd)(?)CsPr_2Cl_7 (1)Meyer认为此反应机理亦适用于溴化物(CsPr_2Br_7)的合成.1994年,王红等人以四元体系MCl-GdCl_3-HCl(22%)-H_2O(25℃)的相关系为基础,对Meyer合成MRE_2Cl_7(M,RE=Cs,Pr; K,Dy)型化合物的合成机理从理论上给予了新的解释,但对溴化物的合成机理未见进一步研究.     

一种新型以碳为中心的醌酮自由基的检测和鉴定

最近发现卤代醌能通过不依赖于金属离子的途径促进氢过氧化物的分解而产生羟基或烷氧自由基,并认为该反应通过亲核取代形成醌-过氧化物中间产物,随后均裂分解生成羟基或烷氧自由基和醌氧自由基中间体.然而,在先前的研究中,无论是对其主要反应产物,还是对该机制中提出的醌-过氧化物中间体和醌氧自由基,都没有被完全分离鉴定.在最新的研究中,以2,5-二氯-1,4-苯醌(DCBQ)与叔丁基过氧化氢(t-BuOOH)反应体系为研究对象,通过半制备高效液相色谱(HPLC),分离纯化出一种主要反应产物,采用多种分析方法鉴定该产物为2-羟基-3-叔丁氧基-5-氯-1,4-苯醌(CBQ(OH)-O-t-Bu),原来该物质是先前假设的醌-过氧化物中间体(CBQ-OO-t-Bu)的重排异构体.继而发现,自旋捕获剂DMPO(5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物)能抑制CBQ(OH)-O-t-Bu的形成,同时伴随着形成一种新的含有一个氯原子、质荷比m/z为268的DMPO加合物.在此基础上,综合采用电子自旋共振、核磁共振-氢谱、高效液相-傅里叶变换离子回旋共振等分析方法,并使用O-17标记的H2O2的研究表明:DMPO捕获的并不是以氧为中心的醌氧自由基(CBQ-O),而是其共振异构体——一种以碳为中心的醌酮自由基(CBQ=O).这是第一次检测到一种新型的以碳为中心的醌酮自由基,为先前提出的卤代醌介导的不依赖金属离子的氢过氧化物的分解机制提供了直接的实验证据,并丰富和完善了该机制.     

蜂毒新多肽部位BVⅠ-2H的分离纯化及其生物学活性

利用蜂毒治疗类风湿性关节炎（ＲＡ）已有悠久的历史，并取得了良好的治疗效果．为研究其抗炎机制及确定有效的抗炎成分，利用凝胶过滤层析、肝素亲和柱层析、高效液相色谱等方法分离蜂毒多肽，并观察蜂毒多肽对小鼠脾淋巴细胞细胞周期、细胞因子合成及ＩκＢα（蛋白磷酸化的影响．高效液相色谱检测分离得到的蜂毒多肽ＢＶⅠ－２Ｈ为单一对称峰，电喷雾质谱检测结果表明ＢＶⅠ－２Ｈ是蜂毒多肽混合物，其主要成分的分子量为６４４．８　ｕ．ＢＶⅠ－２Ｈ可抑制ＣｏｎＡ诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖和ＩＬ－１合成，可使ＣｏｎＡ诱导的脾淋巴细胞呈现明显的Ｇ２／Ｍ期阻滞．此外，ＢＶⅠ－２Ｈ可抑制ＰＭＡ诱导ＴＨＰ－１细胞合成ＴＮＦα，抑制ＴＮＦα　ｍＲＮＡ的表达及ＩκＢα蛋白磷酸化．实验结果提示，蜂毒多肽ＢＶⅠ－２Ｈ是蜂毒发挥抗炎作用的重要组成成分．     

竹红菌乙素晶体和分子结构

竹红菌是我国首先发现并用于治疗某些皮肤病的一种新型光疗药物。万象仪等从竹红菌中分离鉴定了其含有的主要成分——竹红菌甲素。最近,我们利用硅胶板层析法从含有大量甲素的竹红菌乙醇抽提物中分离得到了另一种含量较少的色素——竹红菌乙素。乙素的质谱、核磁、可见和红外光谱均和甲素不同。迄今尚未见到有关竹红菌乙素的报道。因此,我们对竹红菌乙素进行X-射线结构研究,确定了其晶体和分子结构。