光谱法研究聚酰胺-胺型树枝状高分子与DNA的相互作用

应用溴化乙锭(EB)为探针, 通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱, 并结合红外显微镜技术以及圆二色谱等方法研究了以乙二胺为核的聚酰胺-胺型(PAMAM)树枝状高分子与鱼精DNA的相互作用. 结果表明, PAMAM树枝状高分子能够与鱼精DNA形成结构稳定的复合物, 而且这种复合物的形成能够诱导DNA二级结构发生变化, 从而降低EB与DNA的结合程度. 由Scatchard模型研究G5 PAMAM树枝状高分子与鱼精DNA的相互作用, 我们得到二者的结合常数为2.53 ´ 10⁴ mol/L^-1.     

甘氨酸-水杨醛席夫碱和邻菲咯啉混合铜(Ⅱ)配合物与牛血清白蛋白相互作用热力学行为

在模拟人体生理条件下,采用荧光光谱、紫外光谱、圆二色谱和分子模拟等多种技术和方法,研究了甘氨酸-水杨醛席夫碱和邻菲咯啉混合铜(Ⅱ)配合物(Cu GP)与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的热力学行为.荧光光谱和紫外光谱分析表明,Cu GP与BSA之间的猝灭机制为复杂的混合猝灭机制.通过所获取的相互作用热力学参数,可以发现Cu GP与BSA的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,猝灭过程的活化能为8.61 k J/mol,二者之间的主要作用力为静电相互作用力.圆二色谱的分析发现Cu GP与BSA的结合会导致蛋白结构发生破坏,其?-螺旋含量减少,无归卷曲含量升高.分子模拟研究发现Cu GP结合在BSA的Site?位点,与BSA发光残基TRP213,TYR156,TYR340和TYR451之间距离小于5?.     

姜黄素和去甲氧基姜黄素与牛血清白蛋白相互作用热力学行为

在模拟人生理条件下,综合利用荧光光谱、圆二色谱和分子模拟等方法,研究姜黄素及其衍生物去甲氧基姜黄素与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的热力学特征.荧光光谱分析表明,姜黄素和去甲氧基姜黄素均能有效猝灭BSA的内源荧光,猝灭机制属于静态猝灭.通过计算,获取了相应的热力学参数,证明2种药物与BSA的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,且二者之间的主要作用力为疏水作用力.位点竞争实验和分子模拟的结果表明,2种药物在BSA的主要结合位点均为SiteⅠ.圆二色谱的分析发现,2种药物使BSA的构象发生了改变.     

Mn(Ⅱ)-HSA和Mn(Ⅱ)-BSA金属中心的结构研究

我们曾研究了Cu(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Hg(Ⅱ)与HSA(Human serum albumin,人血清白蛋白)和BSA(Bovin serum alburmin,牛血清白蛋白)的相互作用,鉴于锰酶和锰蛋白在生物无机化学上的重要性,且迄今未见有关Mn(Ⅱ)与HSA和BSA相互作用的研究报道,本文在紫外区观察LMCT谱带,研究了1:1 Mn(Ⅱ)-HSA和Mn(Ⅱ)-BSA在生理pH下金属中心的结构.结果表明:浓度较低时,金属中心具有五配位的四方锥构型,浓度较高时则转变为四配位的四方平面构型;结合位置最可能位于HSA和BSA的N-端三肽段上,涉及四个含氮基团,第五个配位原子是Asp~1上的羧基氧.本文还计算并讨论了Mn(Ⅱ)及有关配位原子的光学电负性.     

Cu(Ⅱ)与HSA或BSA相互作用的平衡透析研究

我们曾用平衡透析方法研究了生理pH(7.43)下Zn(Ⅱ)与HSA(Human serum albumin,人血清白蛋白)或BSA(Bovine serum albumin,牛血清白蛋白)及Ni(Ⅱ)与HSA或BSA的相互作用。本文用平衡透析法结合原子吸收分光光度法研究了生理pH下Cu(Ⅱ)与HSA或BSA的结合情况。由于迄今报道的Cu(Ⅱ)与血清白蛋白的结合常数往往是用Scatchard公式或类似公式计算的,这实际上只反映了某种平均值,尚不足以全面反映结合状况。我们用非线性最小二乘法拟合Jjerrum方程,首次报道了Cu(Ⅱ)与血清白蛋白相互作用的逐级稳定常数值。结果表明:在相似条件下Cu(Ⅱ)与HSA或BSA结合平衡常数小于Zn(Ⅱ),而与Ni(Ⅱ)的数量级相似;平衡常数数量级为10~4mol~(-1)·dm~3左右;结合位置数HSA和BSA中均约有20个(计量值),分别分为二类和三类结合部位;其优先结合部位是His~3咪唑基N。用平衡透析方法证实在Cu(Ⅱ)-HSA及Cu(Ⅱ)-BSA体系中存在一个强的金属结合部位的推断。     

白蛋白锌卟啉结合体光解水产氢性能

将难溶性的锌卟啉(ZnTpHPP)与牛血清白蛋白(BSA)结合, 制得一类新型水溶性生物高分子金属卟啉配合物(BSA-ZnTpHPP). 通过紫外可见光谱(UV-Vis)、圆二色谱(CD)及非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native-PAGE)对 BSA-ZnTpHPP 的结构进行了表征, 发现二者以配位键结合, BSA与锌卟啉以较低比例结合时蛋白质二级结构保持. 考察了BSA-ZnTpHPP的光敏感性, 发现BSA-ZnTpHPP在光照条件下易变成三重激发态, 可以将电子转移给甲基紫精(MV²⁺). 以三乙醇胺(TEOA)为电子供体, 甲基紫精(MV²⁺)为电子中继体, 以BSA-ZnTpHPP/MV²⁺/TEOA/胶体Pt四组分体系考察了BSA-ZnTpHPP的光诱导水解产氢性能, 结果表明, 这类水溶性生物高分子金属卟啉光敏剂具有良好的光解水产氢性能.     

水溶性四磺酸基锌酞菁与牛血清白蛋白结合反应的研究

近年来,水溶性酞菁在光动力疗法(PDT)和光功能电子器件等方面均获得了广泛的应用。它在光动力治疗癌症,抗HIV方面潜在的应用价值及对癌细胞的选择性吸附已引起了人们的广泛注意。该类物质到达靶细胞的细节研究尚不成熟,还未见文献报道。考虑到药物进入人体后,总要通过血浆贮存和运输,到达受体部位,进而发挥药理作用。白蛋白是主要的血清蛋白,并可与许多内源、外源化合物结合,因此,研究血清白蛋白与光疗药物间的相互作用,将有助于光疗机制的阐明.本文用UV-Vis光谱和荧光光谱研究了四磺酸基锌酞菁(ZnPcS_4)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。     

应用SDSL-EPR技术研究溶液中牛血清白蛋白的运动性及构象变化

应用位置定向自旋标记-电子顺磁共振(SDSL-EPR)技术研究牛血清白蛋白(BSA)的运动性、构象特征及其加入芹菜素(Apigenin)后的变化.采用MTSL对BSA的第34位半胱氨酸(Cys)进行标记;通过EPR检测计算旋转相关时间τc及强弱固定化之比S/W研究运动性的变化;通过功率饱和实验检测该位点的易趋性,研究构象特点及其变化.在BSA溶液中加入Apigenin后,τc及S/W值明显降低,说明其Cys位点运动性变快;易趋性检测结果显示,34位Cys位点位于蛋白质表面,加入Apigenin后,该位点构象发生改变,且微环境由亲水性变为疏水性.实验揭示BSA同Apigenin能够相互结合,且引起BSA自由Cys位点的运动性和构象的改变.     

纳米气泡对HOPG表面BSA吸附影响的AFM原位观察

利用原子力显微镜(atomic force microscope, AFM)原位观察, 发现纳米气泡会影响牛血清白蛋白(bovine serum albumin, BSA)在疏水表面高序热解石墨(highly ordered pyrolytic graphite, HOPG)表面上的吸附. 在水/HOPG界面BSA分子可以均匀吸附并与纳米气泡共存. 注入乙醇除去纳米气泡后, 在原来纳米气泡的位置上BSA吸附层出现圆形空洞. 空洞的深度约8 nm, 直径在数十纳米. 纳米气泡与相应位置上空洞面积间的相关系数达0.88～0.94, 显示这些空洞确为纳米气泡所致. 另外, BSA分子环绕纳米气泡排列成环状, 说明在水/HOPG界面BSA倾向于吸附在接触线区域.     

浅谈透皮贴剂的发展

铬物质是潜在的降糖药物,文章通过荧光光谱技术研究了磺基水杨酸铬配合物与牛血清白蛋白的作用,揭示了在药物代谢过程中,血清白蛋白起到很重要的作用.     

水合作用对溶菌酶热稳定性的影响——热变性前新峰及变性峰的热力学规律的研究

蛋白质结构和功能的研究是生物化学和生物物理学的重要研究课题之一。大量的研究资料表明,水在蛋白质的结构和功能中起重要作用。然而由于所用技术的局限性和问题本身韵复杂性以致目前人们对水和蛋白质相互作用的细节仍然了解甚少。近两年来,我们用差示扫描量热计研究了水合对牛血清白蛋白热稳定性的影响并首次发现在一定水合范围内蛋白质     

荧光猝灭和荧光加强理论公式的等效性论证

通过荧光、紫外方法研究头孢哌酮钠和沃氟沙星两种药物与白蛋白的作用, 对荧光加强和猝灭理论公式的等价性进行了检验, 结果表明两种理论公式在求取解离常数上是等效的; 得出了两种药物与牛血清白蛋白作用的解离常数、能量转移效率、给体-受体作用距离和猝灭常数, 还特别指出: 猝灭终止时猝灭剂(药物)的最大摩尔浓度与荧光体(白蛋白)的摩尔浓度之比[Mt]/[Pt]是个值得重视的参量, 因为它是猝灭剂分子对一个荧光体分子的最大结合数, 向荧光体溶液再添加超过这个量值的猝灭剂将不再具有猝灭功能.     

疏水链长和温度对阳离子单链和Gemini表面活性剂的自组装以及与牛血清蛋白相互作用的影响

利用等温滴定微量热方法研究了疏水链长和温度对六亚甲基-1,6-双(烷基二甲基溴化铵)(C_nC_6C_nBr_2)和烷基三甲基溴化铵(C_nTAB)这两个系列表面活性剂的自组装以及与牛血清蛋白(BSA)相互作用的影响.结果表明,随着疏水链增长,表面活性剂胶束化焓值(DH_(mic))变得更负,胶束化自由能(DG_(mic))的变化主要来自于胶束化熵变(DS_(mic)).温度对表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)影响不大,但对DH_(mic)影响较大,在所研究的温度区间内的DH_(mic)都是负的,而TDS_(mic)是正的,并且TDS_(mic)的绝对值明显大于DH_(mic)的绝对值,证明这些表面活性剂的胶束化过程都是熵驱动为主的.随温度升高,焓对胶束化过程的贡献越来越大,而熵贡献越来越小.多数表面活性剂与BSA相互作用的量热曲线呈现两个吸热过程和两个放热过程.疏水链长的变化会显著影响第二个吸热过程和第二个放热过程.温度会显著影响第二个吸热最大值的出现和强度.相比于单链表面活性剂与BSA之间的相互作用,疏水链长和温度对Gemini表面活性剂与BSA之间相互作用的影响更显著.     

[Hg(SCN)4]2-与蛋白质相互作用的共振瑞利散射光谱及其分析应用

在pH 1.0~4.5 的稀硫酸介质中, [Hg(SCN)₄]^2-配阴离子与人血清白蛋白(HSA)、α-糜蛋白 酶(α-Chy)、牛血清白蛋白(BSA)、溶菌酶(Lyso)和γ-球蛋白(γ-G)等蛋白质反应形成复合物, 此 时将导致共振瑞利散射(RRS)的显著增强, 也能引起吸收光谱的变化和荧光猝灭, 同时还观察 到圆二色(CD)光谱特征的改变. 本文主要研究[Hg(SCN)₄]^2-蛋白质复合物的RRS 光谱特征、适 宜的反应条件和影响因素, 以及分析化学性质, 并以[Hg(SCN)₄]^2-Lyso 体系为例, 结合吸收、荧 光和圆二色光谱的变化, 对复合物的结合位点、结合模式以及散射增强的原因进行了讨论. RRS 法具有较高的灵敏度, 它对不同蛋白质的检出限在4.6~10.8 ng/mL 之间, 据此建立了 以[Hg(SCN)₄]^2-配阴离子作探针测定人血液和尿液中蛋白质的新方法.     

新型聚类肽生物高分子材料及其在生物医用领域的应用

聚类肽高分子是一种具有良好生物相容性的新型生物高分子材料.聚类肽高分子具有与聚肽高分子相似的主链结构,其取代基位于主链氮原子上,其主链上不含有手性中心和–NH···O=C–氢键相互作用.因此,聚类肽高分子具有较为柔顺的主链结构、良好的溶解性,以及优异的蛋白酶稳定性.此外,聚类肽高分子的性能主要由侧链结构和性质决定,通过对聚类肽高分子侧链结构的合理设计,可以有效调控其性能.聚类肽高分子具有类似蛋白质的主链结构,从而使其具有优良的生物相容性以及潜在的生物活性.本文首先对聚类肽高分子这类新型高分子材料进行了介绍,进一步对聚类肽高分子常用的合成方法、刺激响应性聚类肽高分子材料、分子自组装构筑新型微纳结构进行了概述,最后对聚类肽高分子在抗菌、防污涂层、基因转染、药物传递、以及诊疗学等生物医用领域的相关应用及其未来的发展进行了详细的总结阐述.     

高分子结构与性能

正高分子科学是研究高分子的形成、化学结构与链结构、聚集态结构、性能与功能、加工及应用的科学.高分子材料是现代工业和高新技术产业的重要基石,已经成为国民经济的基础产业和国家安全不可或缺的重要保证.高分子科学与材料科学、信息科学、生命科学和环境科学等前瞻领域的交叉与结合,对推动社会进步、改善人们生活质量发挥着重要作用.例如:高分子科学与材料科学的学科交叉,建立了以塑料、橡胶和纤维三大高分子合成材料为代表的传统高分子工业;高分子科学与信息科学的学科交叉,产生了以光电磁功能高分子为代表的新兴学科领域-塑料光电子学;高分子科学与生命科学及环境科学的学科交叉,形成了以     

ABC三嵌段共聚物在受限孔道中自组装行为的Monte Carlo模拟

采用Monte Carlo模拟方法研究了在本体条件下形成四角排列柱状相的ABC线型三嵌段共聚物在受限孔道中的自组装行为.模拟结果表明共聚物的自组装结构依赖受限孔道的尺寸.在尺寸较大的孔道中,自组装结构与体系的初始态无关,表现出单一的套索结构;而在尺寸较小的孔道中,自组装结构与体系的初始态有关,表现出双螺旋、平行柱、堆积盘等结构.进一步研究结果表明,当孔道直径与体系在本体条件下的平衡周期不匹配时,体系相互作用能密度高的结构出现的概率高;而二者相匹配时,相互作用能密度高的结构出现的概率低.此外,对同一螺旋结构的统计分析表明,随着孔道尺寸的增加,体系中高分子链的均方末端距也随之增加,并且高分子链在圆柱孔道中由小孔道尺寸下沿垂直圆柱长轴方向排列逐渐转变为大孔道尺寸下沿圆柱长轴方向排列.     

聚合物介质对N-苯基-2-萘胺Stokes位移的影响

荧光物质对光的吸收和重新发射之间能量损失所引起的谱带分离,即Stokes位移,是众所周知的现象。根据溶剂-荧光分子之间相互作用来阐明溶剂的性质、结构和温度等因素对Stokes位移的影响已有大量报道。有关聚合物介质的影响也已有研究。Sah和Eisenbach等通过改变介质温度及聚合物中添加稀释剂以改变高分子的分子运动难易程度,并     

荧光法研究咖啡酸类药物与白蛋白的作用

连翘酯甙、氯原酸是中药连翘、金银花的主要有效成分,都具有抗菌、抗病毒及增强机体免疫功能的药物,它们都可看作是咖啡酸的衍生物.当药物进入人体后,总要通过血浆的贮存和运输,达到受体部位、进而发生药理作用.白蛋白是主要的血清蛋白,可与许多内源、外源化合物结合.本文用荧光法研究了氯原酸与白蛋白的作用并首次推导了含有n个键合部位的生物大分子与猝灭剂缔合的公式,并得出了它们的键合常数、给体-受体间距,讨论了人血清与牛血清白蛋白与药物作用的区别和荧光猝灭机理.     

非均相膜、非对称冠及膜冠融合高分子囊泡

高分子囊泡是通过自组装构筑的具有"空腔-内冠-膜层-外冠"结构的纳米材料,在药物控释、基因递送、细胞仿生、抗菌和癌症诊疗等领域具有重要的应用前景.然而,传统高分子囊泡具有对称的内外冠结构、均一且致密的疏水膜,以及相对离散的膜冠功能分区,不能充分发挥囊泡的结构优势,进而难以应对生物医用过程中所面临的种种挑战,如基因治疗中大分子的跨膜运输,癌症诊疗中对内冠诊断、外冠靶向的差异化要求,细菌感染治疗中对膜冠协同、高效抗菌的需求等.因此,我们提出并设计了非均相膜囊泡、非对称冠囊泡、膜冠融合囊泡,针对性地解决了以上3个难题,为设计、合成新结构高分子囊泡,并推动其转化应用提供了新思路.本文总结了以上3种新结构囊泡的研究进展,并提出了设计生物医用高分子囊泡的原则.