利用超快时间分辨技术对光系统Ⅱ核心天线CP43和CP47的动力学荧光光谱的分析

采用超快时间分辨荧光光谱装置对光系统Ⅱ核心天线CP43和CP47进行了研究 ,并在 5 14.5nm激光激发下获得了它们的动力学荧光光谱。CP43和CP47的荧光光谱范围分别为 6 40～ 780nm和 6 30～ 775nm ,并且它们分别在约 6 80nm和 6 91nm处有最大峰 ,在这两个峰值处的荧光寿命分别约为 3.5 4ns和 3.2 2ns。通过理论计算认为在CP43和CP47中 ,叶绿素a的荧光发射效率分别约为 38.3%和 40 .6 %。讨论了类胡萝卜素到叶绿素a分子的能量传递 ,认为在CP43和CP47中 ,类胡萝卜素到叶绿素a分子的能量传递时间常数分别为 9.6× 10 11s-1和 1.3× 10 12s-1,能量传递效率分别为 47.5 %和 6 6 .5 % ,并且估计在这两种核心天线中 ,类胡萝卜素分子和叶绿素a分子的外周间距分别约为 0 .110nm和 0 .0 85nm。     

褪黑素的太赫兹时域光谱

太赫兹时域光谱技术是一种新兴的无损探测技术。利用太赫兹波的低能性以及大部分生物分子的振动跃迁和旋转在该频段表现出的强色散和吸收作用等特点,可以对生物分子及生命体的活动进行无损探测和研究。本文分别采用透射式和反射式太赫兹时域光谱系统,对不同质量比的褪黑素压片进行测试,分析它在太赫兹波段的光学性质,发现它在0.29、0.50、0.70、0.91、1.20、2.17和2.55 THz处存在特征吸收峰;频域谱的强度随样品浓度的变化呈线性关系。利用Gaussian 09及Gaussian VIEW软件进行模拟分析,得到褪黑素在0.46、0.91、1.15、2.01、2.23和2.61 THz处存在特征吸收峰,为实验结果提供了有力地支持。这些工作为褪黑素等生化样品的检测和鉴定提供了依据和参考。     

光系统II核心天线复合物CP43和CP47结构与功能研究进展

CP43和CP47是构成光合生物内周天线的两个重要的色素蛋白复合物,在生物体内主要起着传递激发能的作用。最近,大量研究证明,它们在放氧等过程中也起着重要作用。因此,近年来人们借助各种先进的研究技术对它们的结构进行了探讨,以揭示它们行使不同生理功能的分子机理。分子生物学技术可以使人们在整体水平上研究蛋白复合物的结构与功能,因此是一个非常有用的研究手段。本文即对近年来人们通过分子生物学手段,以蓝藻为转化材料,通过基因定点突变技术对CP43和CP47结构和功能的研究结果进行了全面综述,并进行了点评和分析,从而提出了一些新问题,为人们进行深入研究提供了详尽的研究资料和建设性的思路。     

太赫兹技术在生物医学中的应用

在人类可持续发展的道路上,生物医学研究始终处于核心地位。太赫兹(THz)技术依靠其自身的优势,在生物医学领域得到了广泛的应用。本文着重介绍了太赫兹表征技术以及太赫兹生物效应在生物医学方面的应用。太赫兹表征技术应用领域的介绍主要分为5个部分:氨基酸和多肽、DNA、蛋白质、癌症的检测和龋齿诊断等其他领域的应用。太赫兹生物效应的研究则集中于THz对机体组织和细胞的作用上。此外,本文简单介绍了化学计量学方法以及其与THz技术结合在生物医学方面的应用。最后总结了THz技术在生物医学领域的不足,并对进一步研究的方向进行了讨论。本文主要对太赫兹技术在生物医学方面的应用进行综述,为相关研究奠定了基础。     

光照引起的叶绿素a和β-胡萝卜素在太赫兹和可见区的光谱变化研究

叶绿素a和β-胡萝卜素对植物叶片捕获光能有重要作用,捕获的光能被用于进行光合作用.在本研究中,探究了叶绿素a和β-胡萝卜素的太赫兹光谱和可见光谱以及它们在光胁迫下的变化.结果表明,在光胁迫下叶绿素a和β-胡萝卜素的透射光谱和吸收光谱都发生了变化,并且在光照15min时变化最大,这意味着此时的集体振动模变化最大.在光胁迫下,叶绿素a在可见区的吸收强度也下降,这意味着叶绿素a分子发生了降解.从上述结果可以看出,太赫兹光谱对生物分子集体振动模的变化非常敏感,尽管这些分子的构型没有发生变化.太赫兹光谱可用来检测生物大分子的分解过程,而可见光谱只能用来检测生物大分子的分解程度.     

太赫兹(THz)光谱在生物大分子研究中的应用

太赫兹(THz)辐射是一种新型的远红外相干辐射源,近年来,在生物大分子研究中得到了广泛的应用,特别是在生物分子的结构和动力学特性等方面有着巨大的应用潜力.结合THz光谱的特点,介绍了利用THz光谱对蛋白质、糖类及DNA等生物大分子的探索研究,以及THz技术在测定水环境与生物分子相互作用等方面的应用.探讨了该技术在生物学领域应用中有待解决的问题及发展前景.     

光系统Ⅱ反应中心CP47/D1/D2/Cyt b-559复合物中色素分子空间取向的线二色光谱研究

线二色光谱(LD)是研究色素分子在光合膜上空间取向和排布的重要手段.采用低温(100K)吸收光谱和线二色光谱技术研究光系统Ⅱ核心复合物CP47/D1/D2/Cyt b-559中色素分子的空间取向.结果表明,在光系统Ⅱ核心复合物CP47/D1/D2/Cyt b-559中680 nm处有吸收的叶绿素分子Qy跃迁与光合膜平面平行.β-胡萝卜素分子有两种不同的空间取向,其中在470和505nm处有吸收的β-胡萝卜素分子(Ⅰ)与光合膜平面近似平行,而在460和490nm处有吸收的β-胡萝卜素分子(Ⅱ)与光合膜垂直.光破坏实验显示垂直取向的β-胡萝卜素分子对强光敏感.680nm处吸收的叶绿素分子成分复杂,可能包含有P680和核心天线CP47蛋白上的色素分子.     

光系统Ⅱ反应中心CP47/D1/D2/Cyt b-559复合物中色素分子空间取向的线二色光谱研究(英文)

线二色光谱(LD)是研究色素分子在光合膜上空间取向和排布的重要手段。采用低温(1 0 0K)吸收光谱和线二色光谱技术研究光系统Ⅱ核心复合物CP47/D1/D2/Cytb_5 5 9中色素分子的空间取向。结果表明,在光系统Ⅱ核心复合物CP47/D1/D2/Cytb_5 5 9中 6 80nm处有吸收的叶绿素分子Qy 跃迁与光合膜平面平行。β_胡萝卜素分子有两种不同的空间取向,其中在 470和 5 0 5nm处有吸收的 β_胡萝卜素分子(Ⅰ)与光合膜平面近似平行,而在 46 0和 490nm处有吸收的 β_胡萝卜素分子(Ⅱ)与光合膜垂直。光破坏实验显示垂直取向的 β_胡萝卜素分子对强光敏感。6 80nm处吸收的叶绿素分子成分复杂,可能包含有P6 80和核心天线CP47蛋白上的色素分子。     

褐藻裙带菜色素蛋白复合物的性质*

用去污剂DMG增溶褐藻裙带菜(Undaria pinnatifida)的类囊体膜,通过PAGE分离色素-蛋白复合物并分析其性质,结果表明:CPⅠa和CPⅠ都含有66kDa的多肽,低温荧光发射光谱中有715nm的长波荧光峰,激发光谱测定结果表明CPⅠa是含有墨角藻黄素的叶绿素a/c-蛋白复合物,CPⅠ是只含有叶绿素a的色素-蛋白复合物。CPa含有51、37、34和20kDa四种多肽,低温荧光发射峰位于683nm,激发光谱表明它含有叶绿素a、c和少量墨角藻黄素,是裙带菜的PSⅠ复合物。其余5条为捕光色素-蛋白复合物,它们都是由20kDa的多肽组成,其中LHC₁和LHC₃有相似的光谱特性,是墨角藻黄素-叶绿素a/c-蛋白复合物,LHC₂、LHC₄和LHC₅的光谱特性相似,是叶绿素a/c-蛋白复合物。     

热诱导PS核心复合物荧光动力学研究

运用UV-3101PC型紫外-可见-红外分光光度计及皮秒时间分辨荧光光谱技术对20℃、42℃、48℃3个温度下,PS 核心复合物的吸收光谱和时间分辨荧光光谱的变化进行分析,结果发现: 1 在PS 核心复合物中至少存在以下几种具有特征吸收峰的chla分子,CP43:chla660/661 chlaa:a代表吸收峰 、chla669、chla671、chla682/683;CP47:chla660/661、chla669、chla671/672、chla688、chla680;RC:chla680、chla670、chla684、chla673/674、chla682/683、chla660.吸收峰波长随测量温度等条件的不同而略有变化. 2 荧光发射谱组分的峰值随温度的升高而发生明显的蓝移,这是由于热诱导改变了蛋白质的结构,从而使生色团间的距离和 或 方位受到了影响,而chla分子的结构并未发生变化,因此导致chla分子间激子相互作用被破坏,从而产生了发射峰蓝移的现象. 3 20℃、42℃时核心天线向反应中心的能量传递是高效有序的. 4 反应中心中与蛋白质存在不同结合的chla分子,以及核心天线中吸收不同波段光的chla分子与蛋白质结合方式随温度变化存在不同反应.     

基于光谱特征和HSV变换融合MODIS影像的滇池叶绿素a浓度监测

使用实测高光谱数据,研究滇池水体的光谱特征,应用统计方法建立滇池叶绿素a浓度的高光谱反演模型,并基于滇池水体的光谱特征,运用HSV变换融合遥感影像技术,监测水体叶绿素a浓度分布。结果表明:滇池水体光谱的反射峰位于550和700nm附近;此2个反射峰的位置和大小对水体叶绿素a浓度的变化反应最敏感。随着水体叶绿素a浓度升高,2个反射峰的峰值越接近,同时,550nm附近反射峰向短波方向偏移,而700nm附近反射峰向长波方向偏移。用这2个反射峰峰值的差值作为参数建立的滇池水体叶绿素a浓度估测模型,其精度较高;HSV变换融合MODIS遥感影像的假彩色合成图能直观反演滇池水体叶绿素a浓度的空间分布。     

热诱导PSⅡ核心复合物荧光动力学研究

运用UV-3101PC型紫外-可见-红外分光光度计及皮秒时间分辨荧光光谱技术对20℃、42℃、48℃3个温度下,PSⅡ核心复合物的吸收光谱和时间分辨荧光光谱的变化进行分析,结果发现：(1)在PSⅡ核心复合物中至少存在以下几种具有特征吸收峰的chla分子,CP4．3：chla660／661(chla.：a代表吸收峰)、chla669、chla671、chla682／683;CP47：chla660／66l、chla669、chla67l／672、chla688、chla680;RC：chla680、chla670、chla684、chla673／674、chla682／683、chla660。吸收峰波长随测量温度等条件的不同而略有变化。(2)荧光发射谱组分的峰值随温度的升高而发生明显的蓝移,这是由于热诱导改变了蛋白质的结构,从而使生色团间的距离和(或)方位受到了影响,而chla分子的结构并未发生变化,因此导致chla分子间激子相互作用被破坏,从而产生了发射峰蓝移的现象。(3)20℃、42℃时核心天线向反应中心的能量传递是高效有序的。(4)反应中心中与蛋白质存在不同结合的chla分子,以及核心天线中吸收不同波段光的chla分子与蛋白质结合方式随温度变化存在不同反应。     

抗菌肽CP10A在大肠杆菌中的融合表达

CP10A是一种由抗菌肽Indolicine经过序列改造,且对多数革兰氏阳性病源细菌具有较强抗菌活性的多肽序列。本研究根据已报道的CP10A氨基酸序列,兼顾大肠杆菌密码子偏好性,设计CP10A的核苷酸序列,利用PCR技术合成相应的DNA序列,后克隆构建重组表达载体pET32a（+）-CP10A,转入大肠杆菌AD494菌株。经IPTG诱导表达和15% SDS-PAGE电泳检测后发现产物以包涵体形式存在,且融合表达量占总蛋白的50%。在变性条件下经Ni-NTA亲合柱层析及复性,最终获得了较高纯度的可溶性重组蛋白。本研究首次实现了CP10A抗菌肽在大肠杆菌中的融合表达,为进一步研究其生物学活性及应用奠定了一定的基础,同时也为研究抗菌肽表达提供了一种方法。     

从蓝藻Anabaena cylindrica囊状体膜分离的叶绿素蛋白复合体

当蓝藻的囊状体膜在SDS与叶绿素之比为10:1的条件下增溶后,经不连续的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离出六条含叶绿素的带。按照电泳迁移率增加的顺序,以及吸收光谱和荧光光谱的鉴定结果,自上而下分别命名为CP1a,CP1b,CP1c,CP1,CPa和FC。 CP1a,CP1b,CP1c和CP1四种复合体在蓝区和红区的吸收峰分别位于435 nm和675 nm处。该四种复合体在77°K的荧光发射峰位于726～728 nm。铁氰化钾-抗坏血酸氧化还原差异光谱证明这四种复合体都含有 P 700, 说明它们属于光系统Ⅰ反应中心复合体。低温荧光激发光谱表明这些复合体在625～626 nm,677 nm,690～692 nm和712～714 nm处有四个共同的荧光激发峰或肩。根据其E677/E714的比值,可将它们分为CP1a,CP1b和CP1c,CP1两种类型。它们之间的差异在于这两类复合体之间不同状态的色素比例明显不同。 第五种叶绿素蛋白复合体CPa在蓝区的吸收峰位于435nm处,在红区的吸收峰位于672nm处,CPa在77°K的荧光发射峰位于686 nm处,另外在690～696nm范围内还有一个较弱的肩。它属于光系统Ⅱ反应中心复合体。它仅存在于营养胞中。 异形胞中只有光系统Ⅰ反应中心复合体。     

大蒜A病毒CP基因的原核表达及抗血清制备

根据GenBank报道的大蒜A病毒(GarV-A)序列设计引物、扩增其外壳蛋白基因并进行序列分析.结果表明,GarV-A的CP基因与目前已报道的两种GarV-A不同分离物CP基因的核苷酸序列同源性为98％-99％;氨基酸序列同源性均为98％.将GarV-A CP基因插入表达载体pSBET,在大肠杆菌BL21(DE3)Plys E菌株中诱导表达.CP经12％SDS-PAGE和5％-20％SDS-PAGE两次纯化,免疫小鼠获得抗CP血清,Western blotting分析表明确定制备的抗体对CP具有高度特异性,ELISA检测表明制备的抗体能够与天然病毒离子结合,因此可以作为该病毒的检测.     

大豆花叶病毒CP基因原核表达与抗血清制备

根据已报道的大豆花叶病毒(SMV)序列设计引物,扩增SMV的外壳蛋白(CP)基因,序列同源性分析结果表明,与目前已报道的SMV不同分离物CP基因核苷酸序列同源性为85.0%～96.8%,相应推测的氨基酸序列同源性为87.9%～98.9%.将CP基因插入原核表达载体pSBET后在大肠杆菌BL21(DE3)Plys S中诱导表达.通过12%SDS-PAGE和5%～20%梯度SDS-PAGE两次制备电泳纯化诱导产物,免疫家兔获得抗CP血清,Western blot分析对CP具有高度特异性.硫酸铵沉淀法与Protein A-Red Sepharose 亲和层析相结合提取IgG,获得效价达1∶ 3 800的一抗,可用于田间SMV病样检测.     

hCG嵌合肽（CP18—21）的构建和原核系统表达

目的：简化该测定－用含hCG亚单位的3个B细胞表位嵌合肽（CP）检测免疫动物血清中是否产生抗hCGβ环肽^38-57和其羧基端37肽抗体,方法：已知CP1及其衍生物中选用的破伤风类毒素的一个广谱性TCE^580-599(T6)中也还包含一个BCE,特异构建了含单（β5）或双（β9和β8）表位的二组CPs,首先以CPS（T1－T2－5－T6－β5－β9－β8）和CP7（T1－T2－5－T7－β5β9－β8）cDNAs为模板,用PCR方法产生删除β9和β8表位编码顺序的CP4和CP8 cDNAs,并按全拼接合成法产生删除β5表位顺序的CP5和CP9 cDNAs。但是,诱导的宿主菌总蛋白在SDS－PAGE带谱中未特异表达,于是也按前述方法,在以上检测用CPs基因5'端分别接上一段pZP4肽编码序列。结果：重组插入温度诱导型pBV221表达载体后,CP18－21cDNAs均在宿主菌中表达,而且在蛋白印迹试验中,CP18和CP20表达蛋白能识别Ohio州立大学Vernon Stevens教授惠赠的兔抗hCGβ环肽（含β5表位）多抗,而CP19和CP21（含β9和β8表位）表达带可与Dr.Wim Stevens赠送的单抗OT3A发生抗原抗体反应。意义：CP18－21及其表达工程菌的成功构建,为今后分析基因工程表达的CP1和CP7等hCG CPs系列的免疫原性奠定了基础。     

光系统II核心天线CP43的纯化及性质

菠菜放氧的ＰＳＩ核心复合物经０．８ｍｏｌ／ＬＴｒｉｓ－ＨＣｌ（ｐＨ８．０）洗涤后,用温和的非离子去垢剂ＤＭ和高浓度的ＬｉＣｌＯ４增溶,再经ＤＥＡＥ－Ｔｏｙｏｐｅａｒｌ－６５０Ｓ离子交换柱层析分离,可得到ＰＳＩＩ核心天线４３ｋＤ叶绿素ａ结合蛋白（ＣＰ４３）。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ显示一条４３ｋＤ蛋白质带。根据Ａｒｎｏｎ法和Ｍａｒｋｗｅｌ法的结果表明,每个蛋白质分子结合有２０～２１个分子的叶绿素ａ。室温条件下,ＣＰ４３在红光区具有６７１ｎｍ的最大吸收峰和６８３ｎｍ的荧光发射峰,以及Ｗ型的圆二色信号,表明其处于较为天然的状态。文中还制备并鉴定了对ＣＰ４３特异的抗血清。     

马铃薯Y病毒CP基因RNAi载体构建与干涉效果测定

RNA沉默(RNAi)介导的植物抗病毒研究是近年来引起广泛关注的一项植物抗病毒基因工程策略.马铃薯Y病毒(PVY)在世界范围内引起马铃薯、烟草等重要经济作物的病害,并且造成严重的经济损失.本文以PW的外壳蛋白(CP)基因为模板扩增300 bp和354 bp两个片段,正向和反向分别插入植物表达载体pROKⅡ的35S启动子下游,从而构建了以PVY的CP基因为靶标的RNAi植物表达载体pROKY300,转入农杆菌EHA105中,以农杆菌渗入法在本氏烟中瞬时表达与PVY CP同源的hairpin RNA.结果表明,瞬时表达的hairpinRNA有效干涉了PVY侵染.     

α-淀粉酶在盐酸胍和碳酸胍变性中有关胍基作用的研究

利用紫外差谱、荧光光谱和园二色谱法对比地研究了α-淀粉酶盐酸胍和碳酸胍变性,分析了两种胍变性明显差异的原因。通过等同的胍基浓度下,α-淀粉酶两种胍变性的构象变化与活性关系的实验,表明同等摩尔浓度的两种胍盐变性能力上的明显差异并不主要是由于它们胍基含量上的不同。将盐酸胍从中性pH(6.5)调至碱性pH(10.4),其变性能力大增,紫外差谱与碳酸胍变性相似,出现了290nm的正肩和296nm的正峰,与此同时,酶的荧光强度大大降低,大部分酶活性丧失。由此推论,两种胍变性能力的明显差异的重要原因之一是在碱性介质中胍基的变性能力明显增强,并分析了其增强的原因。