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     

菌紫质分子─—未来蛋白质光生物材料

随着地球上能源危机的日益严重,人们开始尝试利用各种其它的能源物质代替煤炭、石油等传统能源,其中利用太阳能是开发新能源的极好途径。同时,光不仅仅是一种能量,而且还是一种信息载体,所以,利用光的各种性能的材料在未来世界中的应用将是极为有利于人类的。在目前的光的应用中,大多数利用光进行能量转换、信息记录和信号交换。而所采用的材料大多是无机晶体、半导体或有机材料。但是自然界中的广大生物与光有着密切的关系,经过长期的进化而保留下来的某些生物大分子具有无机材料和人工合成有机分子所无法比拟的光学性能。最突出的…     

一代天骄菌紫质

光是一种能量,以是一种信息量密集的载体,具有能量转换、信息记录、信号变换等一系列功能. 通常采用无机晶体、半导体或有机材料作为获取光具有上述性能的基体但是,随着科学技术的迅猛发展,实践证明:这些"传统"型材料已显得力不从心了,大有勉为其难的"苦衷"!     

一代天骄菌紫质

光是一种能量,又是一种信息量密集的载体,具有能量转换、信息记录和信号变换等一系列功能。通常采用无机晶体、半导体或有机材料作为获取光具有上述性能的基体。但是随着科学技术的迅猛发展,实践证明这些“传统”型材料已显得力不从心了,大有勉为其难的“苦衷”。菌紫质(细菌视紫红质的简称)这个脱颖而出的光生物材料,必将成为21世纪的宠儿。菌紫质是一种特殊的蛋白质,其所具有的光学性能是“传统”型材料无法比拟的,即使与孕含优异光学特性的视紫红质(有着大自然赋予的光合作用功能)相比,后者在稳定性和制备性等方面均远不如前者,由此引起…     

不同状态菌紫质分子的光电响应及其与pH的关系

菌紫质分子是嗜盐菌紫膜中分子量为26,000的唯一蛋白质成分,它在天然紫膜中以六角形二维晶格结构排列,并以三个分子为单位组成三聚体。菌紫质分子的功能为光驱动质子泵,在膜两边形成质子梯度,嗜盐菌则可利用此电化学梯度合成ATP。有人把天然紫膜碎片装到人工板膜上,光照后可以测量到光电响应信号。有人认为,若把菌紫质分子的光化学循环、质子泵以及光电响应联系在一起,光化学循环过程中泵出质子,而这质子流就产生光电响应信     

紫膜Langmuir-Blodgett膜中菌紫质的光电压

80年代生物分子电子学和生物计算机的研究蓬勃兴起,嗜盐菌紫膜蛋白菌紫质由于其结构稳定,具有光驱动质子泵功能、双稳态特性以及皮秒到毫秒级的光电响应特性,使其成为目前国内外关注的研究生物分子电子器件的理想材料之一,应用前途是发展生物分子器件和生物芯片等.由于紫膜具有不对称性而菌紫质的光驱动质子泵具有方向性,因而必须有序组装而且可以有序组装.紫膜Langmuir-Blodgett(LB)膜是这种有序     

西藏嗜盐菌xz515紫红膜中类菌紫质分子的AFM成像

嗜盐菌H.sp.xz515是从西藏扎北湖分离出的一种嗜盐菌新株,H.sp.xz515中紫红膜上的质子吸收和释放的过程与普通嗜酸盐（Halobacterium salinarum)中紫膜上的过程相反,而且紫红膜的质子泵的效率也比紫膜的低,但原子力显微镜的观测图像显示类菌紫质分子在细胞膜上也是三聚体结构,三聚体再形成六边形排列。类菌紫质分子的C至G螺旋的一级结构和菌紫质分子之间的同源性仅56％,但B和D螺旋之间界面上相互作用的氨基酸残基却是保守的,表明这些氨基酸残基在维持蛋白质寡聚体的稳定性上起着重要的作用。     

纳米光生物分子材料--菌紫质及其在信息科学中的应用

菌紫质是一种特殊的光敏蛋白质分子,具有光驱动质子泵功能、光致变色效应和光电效应.近年来,随着对光循环机理和材料改性技术的深入研究和发展,菌紫质在信息科学领域的应用日渐增多.本文综述了国内外研究状况和最新发展动态.介绍了菌紫质的来源、分子结构、光驱动质子泵功能、光循环(分支光循环)过程、光致变色效应和光电效应.列举了菌紫质在三维光存储、光信息处理、视觉模拟等方面的应用实例.对这种纳米光生物分子材料的应用前景及存在的问题进行了探讨.     

膜脂与紫膜蛋白相互作用

天然紫膜中的菌紫质（BR）分别重组到不同膜脂环境的脂质囊泡中,通过冰冻蚀刻电子显微镜观察、菌紫质在囊泡中旋转扩散和吸收光谱的 及吸收随时间的变化,研究了3种不同膜脂环境对脂质囊泡中BR分子结构和功能的影响,实验结果表明：在目前的脂质囊泡制备过程得到的样吕中,二豆蔻酰磷酯酰胆碱（dimyristoylphosphatidylcholine,DMPC）是BR分子的稳定脂环境,卵－磷脂酰胆碱（egg-phosphatidylcholine,卵－PC）会使BR脱生色团视黄醛,产生了不可逆的变化,胆固醇可以稳定脂环境中的BR分子,但会使BR分子产生凝聚作用。     

酰化菌紫质动力学光谱的pH和离子强度依赖性

嗜盐菌紫膜(PM)上的菌紫质(bR)具有光驱动质子泵功能.它的7个跨膜螺旋形成一个内质子通道.全反视黄醛生色团通过质子化的希夫碱结合在通道中部的K216上.光照后,生色团C_(13)=C_(14)光异构化驱动质子从胞质一边由通道泵到膜外,并伴有一系列光循环中间态.其中关键的中间态是M412.它的希夫碱是去质子化的.它的形成和衰减涉及质子泵功能.M412由快组分(M~f)和慢组分(M~s)组成.一般认为M~s的衰减与希夫碱的重质子化有关.M~3的半衰期实际上间接反映了希夫碱重质子化速率.     

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.     

两亲分子有序组合体与生物活性分子的相互作用

丰富多样的两亲分子有序组合体在生命科学中扮演着十分重要的角色.因此,研究两亲分子有序组合体与生物活性分子的相互作用具有重要的理论和实践意义.近年来,本课题组在这方面开展了系列工作,主要包括绿色表面活性剂在水溶液中的组装行为及组装机制、两亲分子有序组合体与生物活性分子的结合特性、两亲分子有序组合体对药物性能的调控以及对药物的控制释放.本文在简要介绍国内学者相关工作的基础上,综述了本课题组的相关工作并对相关研究的发展方向做了进一步展望.     

水溶液和微乳液中结晶紫与AOT的相互作用

分别测量了结晶紫(CV)在一系列水溶液中和在一系列以双-2-乙基已基硫代琥珀酸钠(AOT)为表面活性剂的油包水微乳液体系中的吸光度, 用缔合模型处理实验数据, 得到缔合平衡常数, 发现在溶液中有高达57%的CV与AOT形成缔合物, 这可能是结晶紫碱性褪色反应在含阴离子表面活性剂的微乳液体系中受禁阻的原因.     

傅里叶变换红外谱线增强法研究不同水合度下菌紫质的结构

菌紫质是嗜盐菌紫膜内唯一的整合膜蛋白。电子和X-光衍射研究表明,它由7个跨膜α-螺旋棒组成,并已被广泛接受。近来的研究认为可能含相当量的β-结构,我们的研究也证实了这点。红外光谱是常用的研究蛋白结构的一种技术。红外活性酰胺带包含各种亚结构信息,但这些谱带较宽,实测谱图是多种谱带的叠加,难于准确识别确定各组分的数     

典型持久性有机污染物与抑癌基因相互作用的分子模拟与验证

化学品的环境污染问题给人类带来了惨痛的教训.对化学品进行生态风险评价,是预防和控制其污染的前提.发展计算(预测)毒理学方法,可以高效地评价和预测化学物质的环境暴露、危害性和风险性.本研究采用分子模拟与光谱实验(紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及熔点实验)相结合的方法,研究了典型持久性有机污染物2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)与抑癌基因p53启动子区域片段(p53-DNA)的相互作用机制.分子模拟的结果显示,BDE-47以部分嵌插和沟槽结合的形式与p53-DNA相互作用.光谱实验验证了分子模拟的结果:BDE-47与p53-DNA发生增色效应,同时BDE-47的加入使EB-p53-DNA体系发生静态荧光猝灭,说明BDE-47竞争性地嵌插入p53-DNA的碱基对中,同时伴有沟槽结合,结合常数Kb为7.24×103 L/mol.本研究从分子水平上阐明了BDE-47与p53-DNA间的相互作用机制,对于化学品的风险筛查和管理具有重要意义.     

香菇菌发酵蕨渣生产菌质多糖的工艺研究

探索香菇菌发酵蕨渣固态基质生产复合多糖的条件,可为蕨渣的开发利用提供理论依据。以蕨渣为主要原料,采用正交试验设计法对生产复合多糖的工艺条件(基质蕨渣比例、基质含水量、pH值和培养温度)进行了初步的优化。在本实验条件下,优化出香菇菌发酵生产蕨渣复合多糖的最佳工艺条件为:蕨渣比例80%、水份含量65%、pH7.0、培养温度为22℃。本研究首次报道利用蕨渣生产香菇菌质多糖,将为蕨渣进一步的开发研究奠定基础。     

香菇菌发酵蕨渣生产菌质多糖的工艺研究

探索香菇菌发酵蕨渣固态基质生产复合多糖的条件,可为蕨渣的开发利用提供理论依据.以蕨渣为主要原料,采用正交试验设计法对生产复合多糖的工艺条件(基质蕨渣比例、基质含水量、pH值和培养温度)进行了初步的优化.在本实验条件下,优化出香菇茵发酵生产蕨渣复合多糖的最佳工艺条件为:蕨渣比例80%、水份含量65%、pH7.0、培养温度为22℃.本研究首次报道利用蕨渣生产香菇菌质多糖,将为蕨渣进一步的开发研究奠定基础.     

有机纳米超分子组装体与DNA相互作用研究的新进展

构筑新型纳米超分子组装体是当代化学、生物、材料等多个科学技术领域的研究热点之一.环糊精是一类由D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键首尾相连形成的环状低聚糖,它具有良好的水溶性,低毒性,而且能够键合多种     

巴西固氮螺菌NifA与PⅡ蛋白之间的相互作用

利用酵母双杂合系统研究了巴西固氮螺菌（Azospirillum brasielense）NifA与PⅡ蛋白之间的相互作用。结果表明：PⅡ蛋白能和完整NifA蛋白自身或其N－端结构域特异结合，不能与NifA的中间或C－端结构域相互作用；与PⅡ蛋白高度同源的Pz蛋白（即GlnK）也不能与NifA结合。将编码PⅡ蛋白的glnB基因进行移码突变后，突变的PⅡ蛋白失去了与NifA蛋白结合的功能。这说明NifA确实可与PⅡ蛋白特异地结合，但它们之间相互作用的机制尚待进一步研究分析。