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     

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。     

硬脂酰化的IgG对磷脂酰乙醇胺脂双层的稳定作用

生物膜中的某些磷脂(如phosphatidylethanolamine,PE;cardiolipin,CL等)具有多态性,即在一定条件下可从双层相转变成非双层相(如六角形Ⅱ相,Hexagonal H_Ⅱ phase)。这种性质在膜融合、物质跨膜转运及蛋白质嵌入膜等过程中可能具有重要意义。研究蛋白质对膜脂多态性的影响,对于深入理解膜脂-膜蛋白的相互作用及生物膜结构与功能的关系,显     

阿托品诱导DPPG脂质体形成交插结构

交插结构可能是生物膜系统中普遍存在的一种结构,它可能在膜中构成几个结构域(domain)来调节膜脂的流动性、通透性等物理性质,也可能通过改变结合于交插脂双层的膜蛋白的结构来行使生理功能。许多药物可以诱导非交插脂双层形成交插结构,例如可卡因和pindolol诱导磷脂酰胆碱、山莨菪诱导磷脂酰甘油形成交插脂双层结构。阿托品是与山莨菪碱同族的生物碱,是一种抗胆碱药物,它具有抑制腺体分泌、扩大瞳孔、解除胃肠和支气管平滑肌痉挛、解救有机磷中毒等功能。本文利用差式扫描量热(DSC)和荧光标记法研究了阿托品对二棕榈酰磷脂酰甘油(DPPG)的作用,证明阿托品可诱导DPPG脂质体形成交插结构。     

植物质膜嵌入脂双层及其跨膜转运功能

研究跨膜转运的三种主要方法是:同位素示踪、荧光猝灭和电生理学测定.平面脂双层系统是用人工脂双层结合电测量来模拟生物膜离子通透的一种电生理学方法,可用于膜片钳技术较难进行的一些膜透性研究领域,如酶动力学、纯化通道蛋白的活力检测、难以进行膜片钳的小囊泡等.近几年来已经把叶绿体的类囊体膜、线粒体膜以及液泡膜等嵌入脂双层,并研究了这些膜的离子通透性,但这方面的工作还很少.本文将高粱及燕麦根质膜嵌入脂     

~(31)P-核磁共振波谱研究山莨菪碱对磷脂酰乙醇胺脂质体多形性的影响

生物膜上类脂分子具有适应多种相的能力,膜类脂除主要形成脂双层结构外,在一定条件下,还能形成非双层类脂结构,其中包括六角形(H_(11))结构,这种现象称为膜类脂的多形性。这种六角形结构(H_(11))与生物膜的某些生理功能有关,如细胞融合、跨膜运送等等。影响生物膜上类脂分子从脂双层转变为六角形(H_(11))结构的因素很多,如温度、类脂组成、pH、二价阳离子以及药物等。本文用~(31)P-NMR(核磁共振波谱)技术,研究中药有效成份山莨菪碱对卵黄磷脂酰乙醇胺形成六角形(H_(11))的影响,山莨菪碱可促进卵黄磷脂酰乙醇胺脂质体从脂双层向六角形(H_(11))结构转变。     

菌紫质光循环中间体O的动力学光谱及蜂毒素的影响

菌紫质光循环后牛程除M之外另一个重要的中间体是O_(640)。O在循环的最后阶段,其生色团构型与基态BR相同。O向BR的转变被认为是蛋白构象松弛的过程。关于O的形成,目前有两种主要的看法:一种认为O是N的直接产物,另一种认为M,直接生成O。考虑到蜂毒素及其突变体对M的快慢衰减成分的作用截然不同,我们发展了分析中间体O的闪光动力学光谱的实验方法,初步分析了与BR作用最强的蜂毒素突变体1对O的生成和衰减成分的影响,并分析了中间体O的生成和衰减成分的来源,提出光循环可能存在分支途径。     

Mg~(2+)降低脂酶体中H~+-ATP酶的慢运动——饱和转移电子顺磁共振(ST-EPR)研究

我们实验室曾报道,在用胆酸盐透析法将猪心线粒体H~+-ATP酶重组于脂质体的过程中,1m mol/l Mg~(2+)能显著地提高酶活性,改变重组体系膜脂分子空间取向的平均分布状态。由此推测,1m mol/l Mg~(3+)可以通过与膜脂的相互作用影响H~+-ATP酶在膜中的构象与运动状态。饱和转移电子顺磁共振的主要应用之一是研究脂-蛋白的相互作用,提供脂对蛋白运动影响的信息。本文运用ST-EPR谱研究猪心线粒体H~+-ATP酶在大豆磷脂脂酶体中的转动运动。研究结果表明1m mol/l Mg~(2+)的影响是增加H~+-ATP酶在大豆磷脂膜     

单唾液酸神经节苷脂GM1对老龄大鼠学习记忆的增强作用

中枢神经系统内含有较高浓度的神经节苷脂,它主要结合在神经细胞膜上,神经节苷脂的化学结构已被确定,它们是一类含唾液酸的膜糖脂,由伸入到膜内的脂成分和在膜表面的含1个或数个唾液酸的糖成分组成,其含唾液酸的亲水部分暴露在膜的外面,与Ca~(2+)通道的调节有关。外源性施加神经节苷脂可以促进中枢神经系统的再生,特别是突触的形成。近年来又有工作报道,外源性神经节苷脂对不同年龄(从幼年到老年)大鼠的学习能力有明显的增强作用。本工作则试图探讨单一成分的单唾液酸神经节苷脂GM1对老龄大鼠学习能力和记忆保存的作用。     

两亲性的蝎毒毒素扰动脂双层促进脱血红素细胞色素c跨膜运送

细胞质中合成的线粒体蛋白质大部分在N-端有一段导肽,导肽的两亲性对引导该蛋白质进入线粒体是很重要的。导肽的作用可能是对膜脂进行扰动以便使牵引的蛋白质通过脂双层。细胞色素c的前体——脱血红素细胞色素c(Apocytochrome c简称apocy.c)是在细胞质中合成的,它本身没有导肽,但它能自发地插入或通过人工膜,不同来源的apocyt.c可能由于N-端序列形成的二级结构的两亲性的差异导致其转运能力不同。     

DPPG脂双层的交插结构对兔肌质网(Ca~(2+)+Mg~(2+))-ATP酶的影响

自1935年以来,生物膜就被认为是连续自封闭的二维结构,其厚度等于2个磷脂分子的长度。1972年膜的流动镶嵌模型的建立以及近年来膜脂多型性的研究闸明了膜的一些基本结构。最近,通过对膜脂脂双层上酰基链结构的研究发现,在凝胶态,于相同方向上整齐排列的酰基链在一定条件下可以形成交错对插结构(简称交插结构)。这种结构又可分为全交插、混合交插和部分交插。交插结构的形成可由多种因素诱发,如脂酰链的不对称性、各种有机     

大豆磷脂脂质体及H~+-ATP酶脂酶体的~(31)P-NMR研究

二价金属离子对猪心线粒体H~+-ATP酶与大豆磷脂脂质体重建体系酶活性影响的研究指出,Mg~(2+)、Ca~(2+)、Mn~(2+)等二价金属离子可以提高重组酶的活性。本文主要是运用~(31)PNMR(核磁共振)技术研究在大豆磷脂脂质体中,以及在H~+-ATP酶复合体与大豆磷脂脂质体重建的脂酶体中膜脂的结构,同时观察金属离子Co~(2+)对膜脂结构的影响。     

蛋白毒素是如何杀死细胞的

蛋白毒素或称毒蛋白,是一类具有酶活性的有毒蛋白质,对人和动物有强烈毒性。蓖麻毒素(ricin)、相思子毒素(abrin)、蒴莲根毒素(modeccin)、槲寄生素(viscumin)和最近报导的由植物产生的Volkensin,白喉毒素(diphterin toxin)、痢疾杆菌毒素(shigella toxin)和绿脓杆菌外毒素A(pseudomonas aeruginosa erotoxin A)都是由细菌产生的。这些毒素均由A、B两部分(链)组成,A链具有酶的活性,B链是结合部分,两者通过二硫键连接。这种功能上的区分在植物来源的毒素方面表现最明显。在植物毒素中,蓖麻毒素是研究得最多的,它的一级结构已经清楚,由A、B链组成,A链有265个氨基酸残基,分子量为30625,B链有260个氨基酸残     

生命在于营养 营养在于平衡

据化学分析得知,植物油含有较多的亚油酸。亚油酸有助于降低人体血液中胆固醇的含量,能清除胆固醇在血管壁上的沉积,可防止动脉硬化等多种疾病。殊不知,长期偏食植物油,对健康也大有其害。医学界多年的反复实验表明,植物油富含一种不饱和多烯酸,这种物质在体内易被氧化生成过氧化脂(自由基的一种)。过氧化脂对人体危害极大,它能破坏红血球细胞膜和线粒体膜(动植物细胞内能量代谢的中心)发生溶血症状;如与蛋白     

细胞色素c对心磷脂非双层相变的影响

哺乳动物的心磷脂(CL),75—90％存在于线粒体内膜脂双层的基质面,占内膜脂总量的25—50％。CL的这种特异性分布,引起了人们对其功能意义的关注。 据文献报道,CL是线粒体内膜中主要的荷负电磷脂,它富含不饱和脂肪酸链和具备H_(11)相变能力的特点与其维持细胞色素c氧化酶等呼吸链组分的活性、参与Ca~(2+)的摄取和蛋白质的跨膜转运等功能有关。     

川楝素增大NG108-15细胞的Ca~(2+)电导

由传统中国医学中用于驱蛔虫的楝科植物根皮提取的三萜化合物川楝素,是一种神经肌肉突触前阻断剂。川楝素不影响冲动在神经纤维的传导、肌细胞膜的静息电位和对乙酰胆碱(ACh)的敏感性,而以选择性地抑制ACh从运动神经末梢的释放阻遏神经肌肉传递。尽管同另一突触前阻遏剂肉毒杆菌毒素(BoTX)的作用有不少共同点,川楝素却具有明显的     

线粒体H~+—ATP酶复合体中脂对F_1结构和功能的作用

线粒体内膜上脂质对于膜结合蛋白在结构和功能上的影响已引起人们的高度重视。已有许多在人工膜系统中研究脂对H~ -ATP酶蛋白作用的报道,但对天然H~ -ATP酶复合体(简称复合体)的膜脂与膜蛋白的关系研究极少。提纯的复合体包括可溶性蛋白F_1-ATP酶(简称F_1)与膜相嵌的疏水蛋白F_o以及膜脂组成.F_1是复合体中执行水解和合成ATP的催     

山茛菪碱对磷脂脂质体膜Ca~(2+)通透性的影响

山莨菪碱是莨菪类植物中提取分离的新药,过去结果表明,药物能降低磷脂膜的有序度,诱发磷脂酰乙醇胺及一些带电荷磷脂形成非脂双层的H_(11)结构。此外,还对大鼠突触膜上多种ATP酶产生抑制作用。生理实验业已表明,山莨菪碱作用于神经系统主要抑制神经递质乙酰胆碱的释放及与其受体的结合,而乙酰胆碱的释放主要是由神经元内Ca~(2+)来调节的,为此,本文以注射法制备的单层脂质体为模型,研究山莨菪碱对中性磷脂二棕榈酰磷     

山莨菪碱对磷脂酰乙醇胺脂质体形成类脂颗粒的影响

1979年荷兰学者Verkleij等首次报道类脂脂质体膜上能出现类脂颗粒。这种类脂颗粒可能与生物膜上非双层类脂结构有关。近几年来不少实验表明,无论人工合成或从天然膜上抽提的磷脂酰乙醇胺(PE)形成脂质体后,在其相变温度以上用冰冻断裂电子显微镜技术可观察到类脂颗粒。这种类脂颗粒是膜上类脂从双分子层结构向六角形(H_Ⅱ)结构转变的中间形态,麻醉药及某些多肽抗菌素可影响类脂分子形成类脂颗粒。我们曾报道山莨菪碱能增加磷脂脂质体的流动性。本文用冰冻断裂电子显微镜技术研究山莨菪碱对卵黄磷脂酰乙醇胺脂质体形成类脂颗粒的影响,结果表明山莨菪碱在室温就可促进磷脂酰乙醇胺脂质体形成类脂颗粒。