山莨菪碱与人工膜相互作用的激光拉曼光谱研究

山莨菪碱是我国首先自莨菪类植物分离、提纯并应用于临床的新药,它对胆碱能神经功能有抑制作用,能改善微循环,治疗中毒性休克。它的药理作用目前正在进一步研究。一般认为,药物作用的途径必须通过细胞膜进而对细胞发生作用。研究生物膜的结构与功能常用脂质体作为模型。因此,研究山莨菪碱和脂质体的相互作用,将有助于了解药物作用于生物膜的分子机理。拉曼光谱可以得到分子振动的详细信息。同时,它是检测膜脂相变和环境微扰的     

山莨菪碱的糖皮质激素样作用

山茛菪碱是由中国医学科学院药物研究所于1965年从青藏高原产的山茛菪植物中分离出来的茛菪类生物碱(简称654)。1968年获得全合成产品,即654-2。山莨菪碱是阿托     

差示扫描量热法研究莨菪类药物对磷脂脂质体流动性的影响

莨菪类植物在《本草纲目》中早有记载,在我国分布较广。山莨菪碱、樟柳碱、东莨菪碱、阿托品等均属莨菪类药物,其中山茛菪碱和樟柳碱是我国首先从这类植物中分离出来并应用于临床的新药。这类药物对胆碱能(cholinergic)神经功能有抑制作用,能改善微循环,治疗中     

用NMR方法研究稀土离子对DPPC脂质体构象的影响

随着稀土元素在工农业中的广泛应用,稀土进入机体内的作用机理是人们日益关心的问题.而稀土对生物体的作用,首先是通过生物膜.因此研究稀土与生物膜的作用是阐明其生理过程的重要环节.生物膜的结构比较复杂,而磷脂脂质体却能表现出生物膜膜脂结构的许     

嵌入π共轭分子的双层类脂膜的制备及其伏安行为

人造双分子层类脂膜(BLM)是利用简单膜模型系统研究复杂的生物膜结构与功能的新技术和新途径.自60年代初Fishman首先在水相中制得双分子磷脂膜以来,双层脂膜系统已被广泛地用于模拟生物膜的物理、化学、生物学现象的研究.本工作设计了一套制备不对称BLM体系的简易装置和膜电化学检测系统,并试验了膜中分别嵌入四氰基对醌二甲烷、四苯基卟啉、镍-四苯基卟啉以及富勒烯(C_(60))等π共轭分子修饰后的循环伏安行为.     

~(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。     

胆固醇对心磷脂脂质体多形性的影响

胆固醇是生物膜上重要组分,它在生物膜上具有特殊的生理功能,如调节生物膜膜脂的流动性,影响膜的通透性等。关于胆固醇对生物膜上心磷脂多形性的影响过去报道极少,并认为胆固醇对心磷脂无明显作用。本文研究了胆固醇对牛心心磷脂脂质体相变行为的影响,结果表明,胆固醇能促进心磷脂脂质体从脂双层转变为六角形Ⅱ结构。     

光镊与DNA纳米技术在膜生物学研究中的应用

生物膜是生命活动中信号传导和物质运输的平台。近年来,多学科的交叉应用为膜蛋白介导的膜融合与分裂、囊泡形成与分泌,以及脂质代谢的调控机制等膜生物学研究带来了新的信息。例如,单分子光镊力谱方法通过精准、定量地检测蛋白与膜的相互作用,为在时空维度上理解这一生物过程的复杂调控机制提供了强有力的手段。此外,DNA纳米技术通过构建纳米尺度可编程的自组装结构,提供了可精确修饰与功能化的分子器件。经过疏水修饰的核酸纳米器件可以作用于磷脂膜或生物膜,进而对膜进行表面改性、诱导形变、控制理化参数以及跨膜通信等调控操作。该领域的进步将为细胞生物学机制研究、分泌囊泡的分析检测、人工脂质体的制备优化、新型分子载具开发以及新型药物开发提供特色的工具手段,并构建新颖的体系平台助力合成生物学、化学生物学以及分子医学的发展。     

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。     

钆对二棕榈酰磷脂酰胆碱脂质体相变性质的影响

随着稀土在农业、药物等方面的应用日益广泛,特别是钆的二乙三胺五乙酸配合物(Gd-DTPA)已被临床应用于核磁共振成像的造影剂等,因此研究稀土在生物体内的作用机理,已成为当前极感兴趣的课题,虽然有关稀土的宏观毒理学已有不少报道,但是研究稀土对生物膜的影响报道很少,钆对生物膜的作用尚未见报道,稀土离子和钙离子在体内的竞争亦是人们关心的问题,本文采用差示扫描量热(DSC)、激光拉曼技术研究了钆离子及Gd-DTPA等对人工膜二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)脂质体相变性质的影响,并观察了Gd~(3+)对人工膜上结合钙的取代作用。     

质子跨膜转运能够引起艾氏腹水癌细胞质膜表面局部脱水

我们实验室曾经发现多种质子泵活性能够引起生物膜和脂质体膜的融合,并发现琥珀酸氧化启动的线粒体呼吸链质子泵活性能够使线粒体外膜表面pH值降低0.6,在此基础上提出了质子泵诱导膜融合的理论模型.认为质子泵诱导膜融合的分子机制在于使生物膜表面质子化,引起膜表面水化层中水分子与磷脂极性端之间氢键结合的断裂,导致瞬间的和局部的脱水,从而引起两个相对膜间的接触和融合.近来,我们实验室在小鼠艾氏腹水癌细胞质膜     

“非界面脂”对细胞色素氧化酶的活性有影响吗?

膜蛋白与膜脂的相互关系是近年来生物膜研究中一个重要课题,但大多都着重于膜蛋白对其周围脂环境的影响,而后者对前者的作用却研究的较少。1973年Jost等根据电子顺磁共振研究结果提出细胞色素氧化酶围有“界面脂”的概念,认为这层脂的流动性较“非界面     

G蛋白偶联受体的结构研究与药物研发

G蛋白偶联受体(G protein coupled receptors,GPCRs)是人体内最大的膜受体蛋白家族,具有保守的7次跨膜螺旋结构.GPCR可识别细胞外的各种信号分子,如激素、神经递质、离子、光、气味分子等,与之结合后发生构象改变,随后与细胞内的效应蛋白(包括G蛋白、GPCR激酶GRK和阻遏蛋白)相互作用,从而诱导各种细胞反应.作为分布最广泛的细胞表面蛋白,GPCR在所有重要的生理活动中发挥不可或缺的功能作用,是心血管疾病、神经系统疾病、炎症、代谢性疾病、癌症等多种疾病的重要药物靶点.美国食品药品监督管理局(FDA)批准的药物中约34%以GPCR为作用靶点,2011~2015年间,GPCR药物的销售份额占据全球上市药物的27%.近年来,GPCR的结构生物学研究取得了长足的发展,研究成果揭示了GPCR对配体识别和信号转导的分子机制,并为基于结构的药物研发提供了重要信息.本文详细介绍GPCR的结构研究与药物研发进展,并就GPCR结构和功能研究的未来发展方向提出建议.     

类脂双层传感器和生物分子电子学

从本世纪60年代初起人们对类脂双层进行了广泛的研究。目前,平面的双层类脂膜(缩写为BLM)与球状的类脂双层即脂质体一起在经过适当修饰后已是生物膜的最佳模型。近来,微电子学的进展和人们对包括BLM在内的超薄有机膜的兴趣已导致生物传感器的发展,从而在化学、电子学以及生物学等学科的交叉处产生了一个新的研究领域:生物分子电子学。这个激动人心的新科技领域是发展新的半导体后电子技术即其长期目标是分子计算机的分子电子学的一部分。当前的微电子学与未来的分子电子学之间的分界线为一微米。在一微米以下,经典的微电子学规律不再成立而量子力学的规律开始起作用。微电子学以半导体薄片为基础,而新型的分子电子学将以分子和原子本身的能力为基础。在分子电子学里有两个主要方向:(1)以分子和原子的性质为基础的分子电子学和(2)应用量子效应的纳电子学。人们预期这些新的领域将发展出比目前PC计算机线路要快10万倍的分子电子线路,在分子电子线路里,分子的信息加工能力将通过电子及其结构的变化来实现。在生物体里,蛋白酶的构     

樟柳碱氢溴酸盐的结构和绝对构型研究

樟柳碱是从唐古特山茛菪植物中提取出的一种新抗胆碱能药,对它的化学特性和药理作用已做过许多研究。谢晶曦用化学法分析了樟柳碱及其边链(一)樟柳酸的绝对构型。本文报告用X射线衍射法确定樟柳碱的结构和绝对构型。     

气体分离膜及其应用

(一)薄膜分离的原理高分子膜对混合气体的分离作用,是以高分子膜对各种气体有不同的渗透速率为依据的,气体通过高分子均质膜的渗透过程,主要分三步:首先,气体分子在膜的一侧表面上溶解,然后,气体分子在膜内向低浓度处扩散,最后,在膜的另一表面上解吸(或蒸发)。所以,高聚物的透气性,一方面取决于扩散系数,同时又决定于气体在高分子膜中的溶解度。     

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     

一种新的D1201紫膜蛋白的初步表征

自从70年代初Stoeckenius等人发现紫膜细菌视紫红质(BR)以来,对BR结构、功能及其在分子电子学中的应用已成为生物膜研究中的热点.尽管自80年代后期以来,基因工程在分子生物学中的应用极大地推动了我们对BR质子泵功能的认识.但到目前为止,BR详细的质子泵机理仍是争论的焦点.生物物理所与微生物所合作,从青海省大柴旦盐湖底泥中分离并纯化一种新的嗜盐菌菌株D1201,这一菌株能在光照下形成紫膜,与通常紫膜不同的是,明适应最大吸收值为550nm而不是568nm.对其结构与功能的研究具有重要的生物学意义,同时也有助于我们对BR结构与功能进一步的了解.     

单分子膜调控草酸钙晶体成核和生长的研究进展

近年来, 来自医学、生物、材料和化学等领域的学者从不同的侧面对尿结石主要组分草酸钙(CaOxa)的矿化进行了深入研究, 具有类似细胞膜结构的单分子膜是重要的模型体系之一. 本文综述了单分子膜对CaOxa晶体成核、生长和晶面取向的调控作用的研究进展, 讨论了单分子膜亲水头基、疏水尾链、膜聚集态、亚相抑制剂等因素对膜控晶体生长的影响, 从晶格匹配、分子模型、静电作用、氢键、异相成核理论、空间定位与约束等方面深入探讨了单分子膜诱导晶体生长的本质原因, 并论述了采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和计算机模型等方法得到的最新结果.     

核苷转运蛋白的研究进展

生物膜构成了细胞与外界环境之间的一道天然屏障,细胞生存所需的各种营养物质或其代谢产物必须通过这道屏障才能进入或输出细胞.无论是原核还是真核细胞,细胞膜上都存在多种起运输作用的膜蛋白分子,它们以各种不同的机制参与营养物质或代谢产物的转运.根据跨膜转运蛋白（transmembranesolute transporter）起运输作用时的底物特异性、转运机制及转运蛋白间的同源性,Paulsen等人[1]将真核细