毒素蛋白Colicin E1与磷脂膜的相互作用

多肽及蛋白质的插膜机制是目前分子生物学、细胞生物学研究中十分活跃的领域之一。本文通过荧光、圆二色等波谱学技术,深入地探讨了处于不同构象状态的毒素蛋白分子与磷脂膜作用后的构象变化。结果表明：带负电荷的磷脂膜对处于不同构象状态的ＣｏｌｉｃｉｎＥ１分子的二级结构有较强的诱导作用;这种作用是电荷依赖性的。处于不同构象状态的毒素蛋白分子在磷脂膜的诱导下均可不同程度恢复其天然状态下插膜时的构象。不同磷脂对ＣｏｌｉｃｉｎＥ１分子诱导的强弱依次为ＤＭＰＧ＞ＤＭＰＥ＞ＤＭＰＣ。ＣｏｌｉｃｉｎＥ１分子与磷脂膜的结合是紧密的,结合后的蛋白质有较强的抗变性能力。     

突触结合蛋白Ⅰ的胞质片段与磷脂膜的相互作用

突触结合蛋白Ⅰ是神经细胞突触囊泡上的一个膜整合蛋白,C2AB是其具有重要功能的胞质片段.近年的研究表明,突触结合蛋白Ⅰ在钙引发的神经递质快速释放过程中起到钙感受器的作用,它与神经细胞突触前膜的相互作用与其生理功能有关,但是其作用机制还不清楚.利用气/液单层膜技术结合荧光发射光谱和圆二色光谱技术,发现C2AB倾向于插入带负电荷的磷脂膜中(如磷脂酰丝氨酸),而且插膜是钙依赖性的;对于不带电荷的磷脂不插膜.C2AB与膜之间的作用力主要为静电力.荧光发射光谱和圆二色光谱结果显示,它与膜相互作用时二级结构不发生显著变化.结果表明,突触结合蛋白Ⅰ钙依赖的插入负电荷膜特点,可以帮助解释其钙感受器的作用机制.     

不同寡聚形式的Aβ42与细胞膜作用显示毒性差异

β-淀粉样蛋白（β-amyloid peptide, Aβ）与神经细胞膜的相互作用是阿尔茨海默症（Alzheimer’s disease, AD）发病的重要事件,但不同寡聚形式的Aβ与细胞膜相互作用的差异仍缺乏直接比较。本文通过膜天平、透射电子显微镜、Thioflavin T(ThT)和细胞毒性实验等方法,检测Aβ42单体、ADDL、原纤维等形式的β-淀粉样蛋白与磷脂膜的作用方式,分析不同形式淀粉样蛋白对细胞的毒性作用。结果显示,（1）单层膜的实验数据可以判断Aβ42单体和寡聚体插膜能力存在差异,Aβ42单体能插入磷脂单层膜内,而Aβ42 ADDL不具备插膜能力;（2）透射电镜和ThT荧光检测,定性定量地分析出不同聚集形式的Aβ42具有不同的纤维化能力,Aβ42单体纤维化能力最强,而Aβ42原纤维的纤维化能力次之,Aβ42ADDL很难形成纤维;（3）Aβ42单体细胞毒性较弱,而Aβ42 ADDL和原纤维的细胞毒性较强。由以上结果可以得出结论：在磷脂膜存在的条件下,Aβ42单体可以插入膜内并迅速形成无毒性的Aβ42纤维,因此,细胞毒性较弱。而ADDL及原纤维不能插入膜内,纤维化能力较弱,从而以寡聚体的形式发挥细胞毒性。将单体、ADDL及原纤维形式的Aβ42与细胞膜相互作用进行分析,将为Aβ42在AD中的毒性机制研究提供一定的参考。但各种寡聚体入胞的方式及毒性机制仍需要进一步研究。     

磷脂转运蛋白的结构及其生物学意义

磷脂转运蛋白的结构及其生物学意义朱全胜,查锡良（上海医科大学生化教研室,上海２０００３２）关键词磷脂转运蛋白,磷脂,细胞膜细胞膜由磷脂双层组成,双分子层中的磷脂分子时刻处在变化之中,不仅表现为磷脂分子从合成部位持续流向细胞膜及膜脂反向流到细胞内,而且...     

用科学史料引导学生探究学习的尝试--"细胞膜结构"的教学设计

利用生物学史料进行探究 ,是提高学生科学素养 ,培养创新精神最有效的教学方法之一。阐述在“细胞膜结构”一节中 ,运用科学史料引导学生进行探究学习的尝试。1　教材分析1.1　知识要点◆细胞膜保护着细胞 ,并对进出细胞的物质加以控制。◆细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成。◆磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架 ,蛋白质分子有的嵌插、有的贯穿在磷脂双分子层中。◆磷脂分子和蛋白质分子可以流动是细胞膜的结构特点。◆细胞膜的外表有一层糖被与细胞表面的识别有密切关系。1.2　关键术语　细胞膜　磷脂分子　蛋白质分子　双分子层　流…     

膜上相互作用对平板双分子层脂膜电性质的影响

以平板双分子层脂膜作为生物膜的简单模型,建立用平板双分子层脂膜电性质研究药物－生物膜相互作用的方法。研究以具有典型特征的物质－表面活性剂、自由基、金属手性配合物与平板膜的相互作用引起膜电性质的规律性改变;重组人Ｂ型血红细胞膜与溶液中抗Ｂ单克隆抗体发生特异相互作用时,膜电阻快速下降,下降的速率与加入的抗体量成正相关。在研究发生在平板膜上的典型反应的基础上,通过对膜电性质的监测和分析,从而确认平板双分     

脂质体相行为对亲和素与膜表面模型受体特异性结合的影响

脂质体相行为对亲和素与膜表面模型受体特异性结合的影响刘铮,文辰晖,隋森芳（清华大学生物科学与技术系,北京１０００８４）关键词脂质体;抗生物素蛋白;荧光滴定生物体内的细胞是由一层磷脂双分子层的细胞膜包被的,细胞膜上有许多不同种类的受体,在细胞膜所执行的...     

细胞膜的双层磷脂结构与功能

真核细胞及其亚细胞器如线粒体和内质网等的表面包被着双层磷脂膜结构,即质膜或生物膜。生物膜的功能是将细胞及细胞器与外界微环境隔离,并负责物质转运和信息传递。所有的质膜具有3个共同的结构特征:即连续排列的双层磷脂膜,两层磷脂分子疏水的非极性基团在内部,而其亲水极性基团分别朝向细胞或细胞器的内外表面;膜具有液态流动性;膜上或膜内镶嵌着大量种类和功能各异的蛋白质分子。生物膜的这种结构特征是由磷脂分子的物理化学特征以及细胞的生命特征和功能所决定的。     

人胃癌细胞在丁酸钠的诱导下膜分子运动与膜相关骨架的关系

体外培养的人胃癌细胞,用丁酸钠处理后,显示细胞表面FN及细胞胞质微丝的变化,同时用荧光漂白恢复方法对细胞膜ConA受体复合物侧向扩散运动进行测定。结果表明,经丁酸钠处理后的细胞,胞质微丝及细胞膜表面FN均较对照组增加,而细胞膜分子侧向扩散运动减慢,说明与细胞膜相连的细胞骨架的变化对膜分子侧位运动具有牵制作用。     

模型膜实验方法在β淀粉样蛋白与细胞膜间相互作用中的应用与改进

β淀粉样蛋白(amyloid β peptide,Aβ)与细胞膜间的相互作用很可能是阿尔茨海默症病(Alzheimer disease, AD)重要的风险因素。模型膜研究方法在该领域的应用和更新持续至今,但仍存在一些问题有待解决,例如,Aβ插膜后聚集状态与Aβ融合到脂质体膜聚集状态的差异,Aβ插膜后形成微通道的时间及与磷脂成分的关系等。本文试图解析这两个问题,同时,系统地总结出常用的和更新的模型膜研究方法,这些方法包括单层膜插膜及电镜样品的制备,脂质体制备方法的改进,脂质体膜上Aβ42经过高盐及酸清洗后的Western 印迹检测,ANTS-DPX研究脂质体泄漏等。研究结果显示：(1)胞外及膜内Aβ42单体与脂质体膜作用后的聚集状态存在差异,Aβ42单体插膜后更容易聚集成纤维,而膜内融合的Aβ42呈现寡聚体形式;(2) Sepharose CL-4B柱过滤比微型挤出器制备的脂质体更加均一分散;(3)Aβ42在膜上形成微通道很可能是一个缓慢的过程,且与脂质体的磷脂种类相关。这些方法为Aβ42与细胞膜的相互作用提供了实用的研究手段,同时也为其他膜蛋白质与细胞膜的相互作用提供了可以借鉴的办法。研究结果使β淀粉样蛋白代谢过程更加清晰。     

磷脂模型膜的时间分辨纳秒荧光光谱的研究

叙述了用时间分辨率纳秒荧光技术研究大豆磷脂或合成磷脂模型膜（脂质体）的物理状态变化与荧光寿命以及时间分辨各向异性测量参数变化相关性的实验结果。用荧光探剂ＭＣ５４０标记模型膜的结果表明,荧光寿命（τ）的变化与脂质／探剂比例、磷脂组成、磷脂的极性头部、脂肪酸酰链长度等有关。用ＤＰＨ（１,６－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１,３,５－ｈｅｘａｔｒｉｅｎｅ）标记磷脂模型膜的时间分辨各向异性分析结果表明,序参数（Ｓ）、     

膜脂环境对紫膜蛋白的影响

紫膜蛋白菌紫质（bacteriorhodopsin,BR）处于不同的膜脂环境中,通过吸收光谱、荧光光谱和闪光动力学光谱的测定,比较了3种不同膜脂环境对菌紫质分子结构和功能的影响。实验结果表明：天然膜脂是BR最稳定的膜脂环境,可以形成以三聚体为单位的二维六角形品格结构。二豆蔻酰脂酰胆碱（dimyristoyl phosphatidylcholine,DMPC）也是BR分子的稳定脂环境,但以单体形式存在于膜脂环境中,功能受到一定影响。经TritonX-100增溶处理的紫膜膜脂环境中BR为单体,不稳定,容易发生结构和功能的变化。     

脂质过氧化对人红细胞膜脂流动性的影响

研究枯稀过氧化氢/高铁血红素体系所产生的烷基过氧自由基对红细胞的损伤。测定了脂质过氧化的产物——丙二脂的生成,并证明阿魏酸钠对脂质过氧化的抑制。荧光偏振的结果指出,膜脂过氧化以后降低了膜脂的流动性。人红细胞用5DSA和16DSA标记并用ESR检测膜脂流动性,结果表明,序参数S几乎没有发生变化,旋转相关时间τ值的增加证明膜脂过氧化以后,疏水尾部的物理状态发生了改变。经脂质过氧化以后,红细胞膜中的不饱和脂防酸的减少,可能是降低膜脂流动性的原因之一。     

类脂过氧化对竹红菌甲素引起膜蛋白光敏交联的影响

本文研究了丙二醛与红细胞膜温育后所形成的交联。当丙二醛浓度在5×10~-4mol/L以上时,膜蛋白发生交联,并且在460nm处有荧光特征峰出现。而甲素光敏所致膜蛋白的交联,在460nm处没有荧光峰,光敏所产生的内源丙二醛量很少,不足以引起红细胞膜反应形成交联。我们还研究了BHT和Vit E两种抗氧化剂对甲素光敏作用的影响。BHT能抑制类脂过氧化,不能抑制膜蛋白巯基的变化和膜蛋白的交联。而Vit E仅不能抑制膜蛋白的交联。以上结果均说明甲素光敏所致膜类脂过氧化是不参与膜蛋白交联的。     

温石棉对人红细胞膜脂质及蛋白质影响的ESR研究

用５ＮＳ、１６ＮＳ及ＭＳＬ标记人红细胞膜,观察了茫崖及涞温源石棉对膜脂质及蛋白质的影响。结果表明,两种温石棉均可增加膜表面层及深层脂质刚性,即致膜表、深层脂质流动性降低;同时可改变膜蛋白构象。两种温石棉时膜脂质及蛋白质的影响强度与其剂量有关。经柠檬酸铝处理后,温石棉的上述作用明显减弱。     

竹红菌甲素对红细胞膜内脂双层的微扰

本文以荧光探针为手段,以人红细胞膜为材料,测量了膜偏振度的改变,荧光探针能量转移,荧光峰的蓝移和甲素激发峰的分裂。结果表明在有竹红菌甲素存在时,红细胞膜偏振度增加,探针荧光强度减小,荧光峰蓝移。甲素浓度增加时,上述现象更加明显,即它们之间有正的相关关系。同时,甲素激发光谱的a带发生分裂。据此,我们认为甲素对红细胞膜内脂双层产生明显微扰,甲素与红细胞膜间存在着相互作用。在甲素浓度较大时,它主要是渗入到红细胞膜脂双层的深层部位(膜脂肪酸链的12—16位)。     

大鼠肝细胞核膜脂质过氧化对核DNA影响的研究

采用大鼠肝脏细胞核为材料,研究了核膜脂质过氧化对核ＤＮＡ的影响。证实核膜脂质过氧化可以引起ＤＮＡ损伤,表现为ＤＮＡ的增色效应、熔解温度、从ＤＮＡ向ＥＢ的能量转移效率降低,圆二色谱发生显著变化。另外受损ＤＮＡ对ＤＮａｓｅⅠ产生明显抗性和琼脂糖凝胶电泳结果提示核膜脂质过氧化引起的ＤＮＡ损伤可能以交联为主,同时利用原子力显微镜（ＡＦＭ）直接观察到了交联ＤＮＡ的生成。各种自由基清除剂对ＤＮＡ损伤保护的差异说明脂类自由基可能在活性氧自由基引起的ＤＮＡ损伤中具有重要作用。     

玉米大斑病菌HT—毒素与玉米细胞的膜脂过氧化研究

以土培玉米幼苗为材料,通过测定玉米大斑病菌HT－毒素处理后玉米叶片细胞膜透性和细胞内丙二醛（MDA）含量变化及其与细胞内过氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性之间的关系来研究玉米细胞膜脂过氧化的程度。结果表明,HT－毒素胁迫后,亲和组合MDA含量上升,POD活性受到刺激,SOD活性受抑制较强;非亲和组合POD活性受到抑制,SOD活性受抑制较弱。HT－毒素对玉米叶片细胞膜有强烈的破坏作用,而且这种作用与毒素的浓度和毒素处理的时间呈正相关。试验结果初步推测在抗、感玉米的细胞膜上可能都有HT－毒素的结合位点,但毒素作用后幅地它们的活性氧代谢程度不同而导致了对HT－毒素敏感性的差异。     

含有长亲水链团的膜糖蛋白与脂类双分子层的相互作用—脂类-蛋白相互作用的一种模型

基于作者已经发表的实验结果,本文认为脂类—蛋白相互作用自由能可来自脂双层内疏水区的相互作用,也可来自膜表面的吸附作用.本文对含有长亲水链团的膜糖蛋白(如血型糖蛋白和胰岛素受体)与脂双层的相互作用的热力学估计(正则溶液近似)表明,脂类—蛋白相互作用自由能可能主要来自胰蛋白的亲水链团在膜表而吸附的贡献.本文理论分析的结论与已经发表的实验结果相一致.