竹红菌乙素溴代物的光动力作用

通过结构修饰来筛选具有较高的消光系数且波长红移(配合激光治疗)的竹红菌素衍生物是竹红菌素研究中的重要方面。本文完成了竹红菌乙素(简称HB)的溴化,并研究了产物类型Ⅰ和类型Ⅱ光动力作用特点。     

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。     

新型光动力药物——竹红菌素衍生物的研究与进展

竹红菌素作为一种新型光疗药物, 与临床已应用的血卟啉衍生物相比具有光敏剂三重态量子产率高、光毒性高、暗毒性低、易排泄等优点, 但其在光疗窗口吸收弱和水溶性差的缺点, 限制了它在光动力治疗中的应用. 为了改善其水溶性, 人们设计合成了磺酸化和金属离子化等的竹红菌素衍生物, 其水溶性得到极大的提高, 但光动力疗效并没有母体显著; 为了扩大其光响应范围, 人们又设计合成了巯基化和胺基化等的竹红菌素衍生物, 发现胺基化竹红菌素衍生物的光动力疗效是最好的, 但其水溶性没有得到改善. 我们设计合成了几种具有一定脂水兼容性的胺基取代的竹红菌素衍生物. 这样, 既拓展其光响应范围, 同时使其在水体系中能有效地溶解. 目前, 对该种衍生物的生物测试实验正在进行之中.     

竹红菌乙素对肌质网Ca~(2+)-ATP酶蛋白色氨酸荧光猝灭研究

肌质网Ca~(2+)-ATP酶是一种重要的膜蛋白酶,它在肌细胞的收缩舒张功能中起重要作用,因而其动力学行为被广泛地研究,但是有关结构与功能之间关系的直接实验数据仍然不足.为了从分子水平上阐明Ca~(2+)-ATP酶催化原理,1993年Ferrira用荧光猝灭方法首先观察了肌质网Ca~(2+)-ATP酶在加入Ca~(2+)前后分子构象的变化.由于作者使用的猝灭剂是分子氧,除了在测定工作中使用不方便之外,灵敏度也不够高.为此本文用竹红菌乙素作为肌质网Ca~(2+)-ATP酶荧光猝灭剂,分别测定了该酶在有钙或无钙的条件下荧光猝灭的情况,结果证明竹红菌乙素可以在稳态和瞬态的条件下观察到体系中有钙或无钙时的荧光猝灭常数变化的情况(即不同的K_q值);进而说明了竹红菌乙素作为肌质网蛋白荧光猝灭剂可以得到比氧更多的信息和许多其他优点.     

痂囊腔菌素A的光物理和光敏化特性

以竹红菌甲素(HA)和竹红菌乙素(HB)为参比, 系统地研究了实验室生物合成制备的苝醌类化合物-痂囊腔菌素A (EA)的光物理和光敏化特性. 结果表明EA光敏可产生单重态氧, 其量子产率为0.98, 高于HB(Φ = 0.84). 同时通过吸收光谱分析了EA在无氧条件下半醌负离子的产生, 通过纳秒时间分辨瞬态吸收光谱研究了EA的三重态T-T吸收, 得到了EA在环己烷溶剂中的瞬态吸收光谱, 测定了EA三重态寿命, 并采用基线漂白法确定了EA的T-T摩尔消光系数.     

竹红菌甲素、乙素及其衍生物的自敏光氧化

竹红菌甲素(简称甲素,HA)是一种新发现的苝醌衍生物,可作为光疗药物和光敏剂,但用λ<510hm的光照射可被自敏光氧化为甲素过氧化物(简称HAO_2)。陈维新等推断HAO_2的结构是(5)。文献[5]得出HAO_2的结构是(7),通过进一步实验证明HAO_2的结构是(9)。为了研究侧链结构对这类苝醌色素自敏光氧化的影响,我们还研究了竹红菌乙素(简称乙素,HB)和(1)的自敏光氧化。     

短杆菌肽A在双层磷脂相变过程中荧光猝灭的反常行为——是否存在电子转移反转区?

脂双层中的短杆菌肽A(GA)荧光可以被竹红菌乙素(HB)猝灭.当磷脂从凝胶相转变为液晶相时猝灭反应速率反而降低,用传统荧光猝灭理论无法解释相变过程中的这一反常荧光猝灭现象.用Marcus光诱导电子转移理论进行分析,获得了较好的符合.     

竹红菌乙素与巯基化合物的反应(Ⅱ)——与半胱氨酸或半胱胺的反应

我国特有的新型光疗药物竹红菌素对细胞的光动力作用的“靶体”是细胞膜,它造成细胞膜蛋白中巯基含量大大降低,但是这一作用机制尚不清楚,刘卫和我们的工作,已表明在弱碱性条件下,竹红菌甲素和乙素(Hypocrel1in B,简称HB)都很容易地和巯基乙醇、巯基乙酸、正辛硫醇等巯基化合物发生取代反应,而造成巯基含量大大降低,有理由设想,这一作用     

苝醒类光敏剂激发态pK_a值的测定

苝酿类光敏剂（Perylenequinonoid photosensitizer,简称PQP）是近年来引人注目的光疗药物之一,其中研究较多的有竹红菌甲素（hypocrellin A,简称HA）、竹红菌乙素（Hypocrellin B,简称HB）和尾孢素（Cer- cosporin,简称CP）。其结构式如图1所示: 由于存在分子内氢键和分子内质子传递,它们同金丝桃蒽酮（Hypericin）一样是很好的研究激发态质子传递的模型体系,而这一问题正引起广泛的兴趣。另一方面,酚羟基质子的解离对PQP的光敏活性和结构稳定性有很大影响,因此测定PQP的激发态pK_a值（pK_a~*）有重要的意     

竹红菌乙素羟基取代物半醌自由基的特点

苝醌中羟基的位置在它的光动力作用中发挥关键性的作用。本文用ESR,UV-vis和NMR研究了作用机理。竹红菌乙素是4,9-苝醌的衍生物,简称HB。在分子中醌羰基的追位3-和10-位带有两个羟基,分别和羰基形成很强的氢键。HB的11-位甲氧基去甲基后得到相应的羟基取代物,简称HB(11-OH).研究结果表明11-位取代的羟基引起其半醌负离子自由基与氧反应活性的根本改     

苝醒类光敏剂激发态pKa值的测定

<正>苝酿类光敏剂(Perylenequinonoid photosensitizer,简称PQP)是近年来引人注目的光疗药物之一,其中研究较多的有竹红菌甲素(hypocrellin A,简称HA)、竹红菌乙素(Hypocrellin B,简称HB)和尾孢素(Cer- cosporin,简称CP).其结构式如图1所示: 由于存在分子内氢键和分子内质子传递,它们同金丝桃蒽酮(Hypericin)一样是很好的研究激发态质子传递的模型体系,而这一问题正引起广泛的兴趣.另一方面,酚羟基质子的解离对PQP的光敏活性和结构稳定性有很大影响,因此测定PQP的激发态pK_a值(pK_a^*)有重要的意义.     

仿生生物自发光纳米材料用于肿瘤光动力治疗

光动力疗法(PDT)具有高效的肿瘤细胞杀伤能力,因此被用于多种肿瘤的治疗,但是光在组织中穿透性较差,限制了光动力疗法的进一步发展.为解决肿瘤光动力治疗中外部照射光组织穿透力弱的问题,本文仿生萤火虫生物发光特性,构建了可在组织内部进行生物自发光的纳米材料.选择ZIF-8对生物发光系统进行封装,并选择Mn O2对ZIF-8进行包裹以此来减少纳米粒子的毒性.该纳米粒子能够实现发光系统在肿瘤部位响应释放.同时,选择激发波长与生物发光波长重叠的光敏剂直接与发光系统相连,保证了高效的生物发光共振能量转移.本文研究证实了该纳米材料具有层次分明的核壳结构,以及良好的细胞生物相容性,可被肿瘤细胞大量摄取.进一步研究证明该纳米材料可在肿瘤细胞高谷胱甘肽的微环境中降解,释放催化酶及发光底物,并在腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)的作用下进行生物自发光.同时,细胞实验证实了发光底物可通过生物发光共振能量转移效应激发光敏剂产生活性氧,进行光动力治疗,对耐药肿瘤细胞具有良好的细胞杀伤效果.本文构建的生物自发光纳米材料具有在生物深层组织进行生物自发光激活光敏剂光动力的潜力,有望解决肿瘤光动力治疗中外部照射光组织穿透力弱的缺...     

纳米羟基磷灰石/胶原/磷酸丝氨酸仿生复合骨组织工程支架材料的制备及表征

制备仿生型骨组织工程支架复合材料, 观察并分析支架的结构特征、矿化性能、细胞相容性及体内骨修复性能. 将纳米羟基磷灰石粉体、胶原蛋白溶液和磷酸丝氨酸按比例混合, 搅拌均匀, 再进行交联处理, 最后冷冻干燥得到支架材料. 所制备的复合支架材料具有三维多孔的微观结构; 在模拟体液中的矿化产物其形态受复合材料中有机成分的调控; 该复合支架具有良好的生物相容性, MC3T3-E1细胞在支架上黏附、拓展并可与材料相互作用; 植入骨缺损12周后能够促进新骨形成. 纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-磷酸丝氨酸(nHA-COL-PS)支架材料是性能良好的组织工程支架材料, 可用于骨缺损的修复.     

番茄系统抗性反应的信号转导

番茄中受伤诱导的蛋白酶抑制剂(PIs)为阐明植物系统性抗性反应信号转导途径的分子基础提供了一个理想的模式系统. 在这一模式系统中, 与日俱增的证据表明多肽信号分子系统素和来源于不饱和脂肪酸的植物激素茉莉酸都具有信号分子的功能, 二者通过一个共同的信号转导途径激活蛋白酶抑制剂和其他抗性相关基因的表达, 从而使植物产生抗性. 然而, 关于这些信号分子如何相互作用而促进细胞间长距离信号传递所知甚少. 对番茄中由系统素/茉莉酸共同介导的蛋白酶抑制剂基因的表达过程进行遗传解析, 为全面认识多肽和氧化脂类信号分子在调控植物系统性抗性反应中的作用机制提供了独特的契机. 以前的研究认为, 系统素是诱导抗性基因表达的长距离运输的信号分子. 但是最近的遗传分析表明, 系统抗性反应中长距离运输的信号分子是茉莉酸而不是系统素, 系统素的作用在于调控茉莉酸的生物合成.     

光敏色素影响赤霉素调控的水稻幼苗光形态建成特征

赤霉素(gibberellin, GA)是一种重要的植物激素, 它与光敏色素协同调节拟南芥植株的光形态建成特征. 但是GA对水稻幼苗光形态建成和暗形态建成的影响, 特别是在此过程中光敏色素与GA之间的相互作用仍不清楚. 本研究利用野生型和光敏色素突变体(phyA和phyB)水稻作为研究材料, 分析了GA生物合成抑制剂多效唑(PAC)对黑暗和光照下生长的水稻幼苗胚芽鞘、地上部分和主根延伸以及光调控基因LHCB表达的影响. 据此推测, 在暗生长条件下, PAC处理能够抑制野生型水稻幼苗胚芽鞘的生长, 诱导LHCB基因的表达; phyA突变体对PAC处理的反应不如野生型敏感; phyB突变体和野生型反应基本相同. 在光照条件下, PAC处理能够抑制水稻幼苗地上部分的生长, phyB突变体对PAC处理的反应不如野生型和phyA突变体敏感. 此外, phyB介导的光信号负调控PAC诱导的主根延伸反应. 据此推测, GA是维持水稻幼苗暗形态建成、抑制光形态建成所必需的; 另一方面, phyA和phyB或正或负调控PAC所诱导的光形态建成反应. 本研究结果揭示了光敏色素和GA在水稻幼苗生长发育中的相互作用, 为进一步研究光和GA协同调控水稻发育的分子机制奠定了基础.     

离子型胶束中分子内扭转电荷转移的盐效应

分子内扭转电荷转移(TICT)是目前凝聚态光化学领域中的前沿课题之一,这是因为TICT除具有特别的光物理化学性质外,在光合作用原初过程模拟以及非线性光学材料的研究中亦具诱人的前景.胶束被认为是一种膜模拟体系,因此研究胶束中的TICT不仅可在更近层次上模拟叶绿体光合作用的原初过程,而且对于研究其它有序组织体(如LB膜,合成双分子膜以及真正的生物膜等)中的TICT和利用TICT特殊的光物理化学性质了解有序组织     

α螺旋构象对模型寡肽与聚合物相互作用的影响

通过核磁技术中的化学位移微扰法和分子模拟技术, 在分子水平上揭示了二甲基胺修饰聚丙烯酰胺吸附剂(DMAPAM)对八肽VVRGCTWW(V8)和四肽CTWW(C4)吸附能力差异的原因. 结果表明, 除了非键的相互作用影响吸附剂对多肽的吸附能力外, 寡肽的构象是造成对多肽吸附能力差异的重要因素. V8的a螺旋结构使得V8与吸附剂间可以形成多种弱相互作用力协同作用的模式, 从而显著提高吸附剂对其的吸附能力. 该结果对了解生物材料与多肽间的作用机理具有重要意义.     

细菌视紫红质LB膜光电器件三态光电响应特性的表征与应用

存在于嗜盐菌紫膜中的唯一蛋白质——细菌视紫红质(bacteriorhodopsin,bR)具有奇特的功能:受可见光照射时,能发生光致变色并具有质子泵功能.在生物体外,bR的稳定性极好.可以利用Langmuir-Blodgett制膜技术或其它方法,在透光的载体(如导电玻璃)上形成单层和多层的bR-LB膜或化学增强膜.这种薄膜具有独特的双稳态光色互变特性、非线性光学特性和微分光电响应特性,已被用来研究构造生物分子型的光-光和光-电器件.近年来的研究结果表明,基于bR-LB膜制作的光电器件在信息传感领域有着潜在的应用前景.这方面的研究工作已经引起人们的极大关注.     

潮滩动力过程影响下扩散边界层和沉积物-水界面扩散通量的变化

扩散边界层(DBL)控制了沉积物和上覆水间物质的交换,在潮流底边界层(BBL)的动力过程影响下,海洋DBL的厚度变化很大,溶解物质的扩散通量也有很大变化.因此探究影响DBL厚度和扩散通量变化的动力机制是准确估算扩散通量的关键前提,对近海水体营养盐补充和环境二次污染等问题的准确估计有重要意义.利用微尺度剖面仪和高频流速仪等对BBL的动力结构和DBL进行了联合观测.运用线性分布、剖面拐点和浓度方差法较准确地判识了DBL厚度.分别从水体和沉积物一侧计算了扩散通量,两者相差不超过6%.使用PROFILE模式对溶解氧剖面进行了精确模拟,获得了分层的单位体积耗氧速率.结果显示DBL厚度(0.10~0.35mm)和扩散通量(15.4~53.6mmolm2d1)在一个潮周期内均变化了3.5倍.通过进一步分析动力强迫对DBL厚度和扩散通量的影响,发现在平均流速控制DBL厚度占优的潮滩系统中,DBL厚度δDBL和平均流速大小U成反比,通过拟合得到了两者的关系式δDBL=1686.1DU1+0.1(其中D为分子扩散系数).扩散通量的变化分阶段受到了沉积物上覆海水和湍流混合强度变化的影响.在主要受湍流混合影响的阶段,扩散通量和湍动能耗散率、摩擦速度和湍动能的变化都有一定的正相关关系.     

青藏高原冰蚀湖沉积物正构烷烃记录的气候和环境变化信息: 以希门错为例

利用气相色谱-质谱联用仪从青藏高原东部典型冰蚀湖湖泊沉积物中检测出正构烷烃系列分子化石, 将其与湖区表层土壤及牛粪中正构烷烃的分布特征进行对比, 认为冰蚀湖湖泊沉积物中C₂₇~C₃₃ 正构烷烃主要来自流域内土壤生态系统中的高等植物, 且食草动物对高等植物的摄食消化过程并未显著改变C₂₇~C₃₃ 正构烷烃的分布特征. 在0~44 cm 的湖泊沉积物岩芯中,陆生高等植被来源的正构烷烃相对含量从底部到顶部总体上呈现下降趋势, 由此推测, 湖区高等植被在0~44 cm 沉积时段内有逐渐退化的趋势. 根据²¹⁰Pb 定年并结合已有的AMS ¹⁴C 年代,认为该沉积岩芯记录了希门错湖区过去近900 a 以来的气候和环境变化历史, 其正构烷烃指标(ACL_27~33, P_aq 以及P_wax)与区域温度记录具有一定的对应关系, 特别是记录了相对寒冷的小冰期气候事件(LIA). 说明冰蚀湖湖泊沉积物中正构烷烃即使分布模式不变, 其代用指标依然精细地记录了古气候、古环境变化信息.