M145F/F146M突变对光受体蛋白细菌视紫红质和古紫质4光循环的影响 *

古紫质4(archaerhodopsin 4,aR4)与细菌视紫质(bacteriorhodopsin,bR)同属于盐杆菌科,同源性59%,均为光驱质子泵。其功能是在光照条件下将质子由胞内泵到胞外形成跨膜质子梯度,该梯度差被膜上另外一种蛋白ATP合成酶用于ATP的合成,从而完成光能向生物能的转化。aR4和bR具有相似的光循环过程,但质子传递时序不同,aR4是先从胞内吸收质子再将质子释放到胞外,而bR恰好相反。甲硫氨酸-145是位于bR视黄醛发色团键合区的一个重要残基,对其光循环有着重要的影响,而在aR4中处在相应位置上的苯丙氨酸-146是其视黄醛键合区与bR唯一不相同的残基。因此通过定点突变,采用紫外可见吸收光谱、动力学光谱、质子泵功能检测、低温透射红外光谱等手段对比分析研究M145F和F146M单点突变对bR和aR4光循环造成的影响,有助于深入理解aR4结构与功能的关系。研究结果表明,M145F突变造成了bR光循环L的丢失和质子泵功能的减弱,而F146M突变并未对aR4的光循环造成显著影响,且突变后aR4质子释放时序没有反转,表明该位置上的残基在两个体系中的作用不尽相同。     

N-溴代琥珀酰亚胺修饰菌紫质中色氨酸的光谱学研究

采用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱方法研究了菌紫质（Bacteriorhodopsin,bR）中的8个色氨酸（Tryptophan,Trp）残基在被N-溴代琥珀酰亚胺（N-bromosuccinimide,NBS）修饰过程中的残基数目及对应的光谱变化。研究结果显示：随着NBS／bR摩尔比例增加逐渐被修饰的Trp残基有4个左右,如果NBS过量,则Trp残基的修饰个数最终可迭6～7个;伴随化学修饰出现Trp残基特征荧光峰值下降及峰位蓝移。研究结果揭示了bR中Trp残基可能的三种结构分布,对于进一步弄清bR中Trp-视黄醛（Retinal）偶联能量传递、单独Trp残基的荧光寿命和Tm残基在膜蛋白结构和功能中的作用具有积极而重要的意义。     

细菌视紫红质蛋白的赖氨酸和丝氨酸残基在其膜环境中的自旋标记研究

用化学修饰和自旋标记ESR技术研究了bR中丝氨酸和赖氨酸残基的构象,结果表明PH对bR分子构象的影响是很明显的,在酸性条件下带有自旋探针的丝氨酸(Ⅰ-bR)和赖氨酸(Ⅱ-bR)的ESR波谱参数迥然不同,这与丝氨酸和赖氨酸残基位点微环境中的电荷效应有关.顺磁增宽剂能猝灭膜表面的自由基,而剩余的强固定化ESR信号显示出bR分子内部的‘刚性’构象.用2%Triton X—100处理可大大增加bR分子的‘柔性’,其ESR波谱特征与bR分子失去部分α螺旋结构和改变了它的某些运动方式有关.     

“正常”膜蛋白取向的细菌视紫红质脂质体制备及其瞬态光学响应

细菌视紫红质 (bR)是嗜盐菌质膜上的一种跨膜蛋白质 ,有其独特的光驱质子泵功能 ,可以被定向组装到磷脂脂质体膜上 ,并且表现出和细胞膜上相反的取向。通过细菌培养和细胞膜分离 ,获得了含bR蛋白质的紫膜悬浮体系 ,在pH =2 .5时将bR悬浮液和两亲性的DPPC磷脂混合、通过自组装的方式形成了含bR膜蛋白的磷脂脂质体 ,并通过瞬态光学响应测量考察了bR的取向和质子泵生物活性。结果表明 ,bR膜蛋白可以被整合到DPPC的脂质体膜上 ;蛋白质的质子泵运行规律的测量进一步验证了在酸性条件下所制备的脂质体上bR保持了不寻常的择优取向 ,与细胞膜上的“正常”取向一致 ,而与绝大多数文献报道的中性条件下制备的脂质体质子泵取向相反。     

细菌视紫红质蛋白的赖氨酸和丝氨酸残基在其膜环境中的自旋标记研究

用化学修饰和自旋标记ESR技术研究了bR中丝氨酸和赖氨酸残基的构象,结果表明PH对bR分子构象的影响是很明显的,在酸性条件下带有自旋探针的丝氨酸(Ⅰ-bR)和赖氨酸(Ⅱ-bR)的ESR波谱参数迥然不同,这与丝氨酸和赖氨酸残基位点微环境中的电荷效应有关.顺磁增宽剂能猝灭膜表面的自由基,而剩余的强固定化ESR信号显示出bR分子内部的‘刚性’构象.用2%Triton X—100处理可大大增加bR分子的‘柔性’,其ESR波谱特征与bR分子失去部分α螺旋结构和改变了它的某些运动方式有关.     

酰化菌紫质的动力学光谱及光电特性研究

用人工双分子膜(BLM)技术及动力学光谱研究了赖氨酸残基在紫膜的结构和功能中所起的作用.酰化基团与菌紫质(bR)分子中的赖氨酸残基的ε氨基作用,使光照后bR的跨膜质子迁移信号及膜的充放电速度变慢,光循环中间产物M412的产量下降,半衰期延长.但UV/Vis吸收光谱表明酰化并未破坏bR中视黄醛的构象环境.在高pH或高盐浓度下,酰化的影响降低.这些结果表明:赖氨酸残基并不是泵出质子的提供者,没有直接参与质子的跨膜输运,而是通过表面电位来影响bR的质子泵功能.     

pH梯度对平板膜中单体菌紫质分子光电响应的影响

利用重组技术把单体bR包入DMPC脂质囊泡中,通过吸收光谱和圆二色谱的测定,证明bR在囊泡中仍以单体存在。同时测定了外界pH梯度对单体bR脂质囊泡BLM光电响应的影响,观察到pH值当内池大于外池其差值超过2时就可产生光电响应信号极性的反转,并对此结果作了一定的讨论。     

菌紫质的结构和功能研究进展

紫膜中具有质子泵功能的菌紫质(bR)是整合膜蛋白,它是7个α螺旋跨膜蛋白家族的基本原型.目前,具有光驱动质子泵的bR是最典型的高效离子转运蛋白之一.它很可能成为其载体转运机制在分子甚至原子水平上被阐明的第一个膜蛋白.概述了近年来对菌紫质结构,光循环和质子泵机理研究的进展.     

细菌视紫红质的质子传输机理

细菌视紫红质（bR）是嗜盐菌紫膜中的唯一蛋白质成分, 具有质子泵、电荷分离和光致变色功能. bR分子中的发色团视黄醛通过质子化席夫碱以共价键与Lys216相连. bR分子受可见光照射后, 视黄醛发生从全-反到13-顺式构型的异构化, 导致席夫碱的去质子化,继之以可极化基团位置的改变. 力场的变化引起包括蛋白质三级结构在内的诸多变化, 这些变化促进并保证了质子从细胞质侧向细胞外侧的定向传输.     

极端嗜盐菌的特性及其应用前景

主要介绍极端嗜盐菌的嗜盐机理、细菌视紫红质(bR)和嗜盐菌素的研究进展,然后对其在环境生物治理、生物电子和医药工业等领域的应用研究进行总结和展望。     

蝗虫肠道微生物研究进展

蝗虫自古以来是我国农林牧业的一大害虫,蝗虫聚集成灾对农业造成了巨大的损失,国内外学者也因此对其进行了深入的研究。随着科研工作者对昆虫肠道微生态学理论的逐渐重视,蝗虫的肠道微生物也成为了研究的重点,同时测序技术的迅速发展促进了蝗虫肠道微生物的研究。本文从蝗虫肠道菌群的多样性、功能及研究方法入手,对近年来蝗虫肠道微生物的研究进展进行总结,并对今后的研究进行展望。     

高速公路边坡植被恢复研究进展

我国高速公路边坡植被恢复研究严重滞后于高速公路建设，极大地制约了高速公路生态型绿色通道建设的发展。通过回顾国内外公路边坡植被恢复的主要研究内容，即植被恢复技术研究、植物选择与配置的研究、养护与管理的研究、植被群落的研究和路域生态环境的研究，并比较分析，明确了我国植被恢复研究落后的现状，指出了我国在各个研究领域的不足之处，和导致公路植被恢复失败的主导因素，为未来边坡植被恢复的研究提供了明确的研究方向。     

基于Citespace软件的生态风险知识图谱分析

伴随着重大环境事件频发,环境污染、生态破坏现象的日益严峻,生态风险研究受到各国学者和政府的广泛关注。对整个生态风险研究领域进行全面系统的分析,旨在探究研究热点及趋势,归纳研究主题演进,了解当前国际研究现状。以Web of Science数据库为数据源,利用Citespace软件,绘制生态风险研究知识图谱,进行文献可视化分析。研究发现:(1)国际生态风险研究的发文数量经历了缓慢增长-平稳增长-迅速增长3个阶段;(2)生态风险研究分为奠基期,成长期,拓展期3个阶段,各阶段研究热点不同,当前研究热点是"空间分布、生态系统服务、城市土壤、源解析、海洋沉积物";(3)生态风险研究由单一风险源、风险受体、小尺度的评价演化为多种风险源、多种风险受体的大尺度综合评价;(4)欧美国家、学者奠定了该领域的研究基础,中国起步较晚但发展迅速。     

国内生态安全研究知识图谱——基于Citespace的计量分析

以CSSCI中2000—2011年299篇生态安全研究论文为研究对象,采用文献共被引网络、关键词共现网络及突现词分析,以信息可视化为手段,对国内生态安全研究现状进行了分析。研究发现,目前国内生态安全研究已完成了基础理论和研究体系的架构,但研究网络过于集中,前沿分支较少。生态安全研究起源、生态安全基础理论、生态风险评价、生态系统评价、土地生态安全研究是国内生态安全研究的主要知识群组。国内生态安全研究主题集聚成3条核心路径:"生态安全基础理论研究"路径、"生态安全-生态系统评价-区域生态安全评价-生态预警"路径、"生态安全-生态风险评价-农村资源生态系统-土地生态安全研究-生态预警"路径。生态预警及土地生态安全研究成为当前生态安全的研究前沿,生态安全研究更趋向于对特色性的生态系统进行分析与评价。     

乳糖酶研究进展

乳糖酶作为乳品添加剂,应用相当广泛,通过来源及其性质、基础研究和应用等方面对乳糖酶进行综述,重点介绍乳糖酶研究上的新进展和应用的新领域,由于近年来低温乳糖酶成为研究热点,特别对低温乳糖酶的研究进行介绍.     

Research vulnerability: an illustrative case study from the South African mining industry

The concept of 'vulnerability' is well established within the realm of research ethics and most ethical guidelines include a section on 'vulnerable populations'. However, the term 'vulnerability', used within a human research context, has received a lot of negative publicity recently and has been described as being simultaneously 'too broad' and 'too narrow'. The aim of the paper is to explore the concept of research vulnerability by using a detailed case study - that of mineworkers in post-apartheid South Africa. In particular, the usefulness of Kipnis's taxonomy of research vulnerability will be examined. In recent years the volume of clinical research on human subjects in South Africa has increased significantly. The HIV and TB pandemics have contributed to this increase. These epidemics have impacted negatively on the mining industry; and mining companies have become increasingly interested in research initiatives that address these problems. This case study explores the potential research vulnerability of mineworkers in the context of the South African mining industry and examines measures that can reduce this vulnerability.     

蛋白质组学方法在昆虫学研究中的应用

蛋白质组学作为后基因组学时代研究的一个重要内容,已广泛深入到生命科学和医药学的各个领域,其理论和技术的发展完善也为昆虫学研究带来了新的思维方式和研究方向。文章就近年来蛋白质组学在昆虫研究中的应用加以综述。     

Proteomics: the protein revolution

Proteomics, the latest scientific buzzword and research field, represents a milestone in biological research, as proteins return to centre stage. But what has led to this protein renaissance and why has proteomics become a key research tool in the post-genomic era? The answers to these questions lie in the huge progress that has been made in the area of genomics.     

国内外产业共生网络研究比较述评

产业共生网络是指基于物质及能量交换以及知识及基础设施共享而形成的在不同产业主体之间的合作共赢网络,是产业转型升级的重要保障。作为产业共生的运作方式,产业共生网络的研究国外从20世纪90年代开始从概念到实例就展开了一系列探讨,国内自2002年也开始在网络结构等方面开展相关研究。尤其在2008年以后,产业共生网络的研究方向不断拓宽,研究成果丰富多样。为明晰国内外产业共生网络研究的发展态势,促进产业共生网络理论体系的发展并使其得到有效应用。本文从共生网络内涵、结构、功能及评价、演化、管理调控等方面比较分析了国内外产业共生网络的研究进展,并对产业共生网络的发展前景做了展望。未来产业共生网络研究在不同尺度的比较及推演、数据信息平台的搭建以及产业共生网络演化模拟及管理调控的耦合等方面需重点关注。     

What women who use drugs have to say about ethical research: findings of an exploratory qualitative study

Drug users are generally seen as a vulnerable population requiring special protection in research; however, to date there has been little empirical research into the ethics of research with illicit drug users. Moreover, the available research has tended to treat "drug users" as a homogeneous category, and has failed to consider potential gender differences in users' experiences. Drawing on focus groups with twenty-seven female drug users in Vancouver, Canada, this study examines women's experiences of research and what they see as ethical and respectful engagement. Many study participants talked about feeling dehumanized as a result of prior research participation. Women were critical of the assumption that drug users lack the capacity to take part in research, and affirmed the appropriateness of financial incentives. A variety of motivations for research participation were identified, including a desire for financial gain and altruistic concerns such as a desire to help others. These findings suggest that women drug users' views on ethical research differ from prevailing assumptions among institutional review boards about how research with such populations should proceed.