用自旋标记研究嗜盐菌紫膜的相变

本文用5′酮基软脂的甲酯的N′氧基4、4-二甲基(口恶)唑衍生物、TEMPO和4-(乙氧基氟代磷酸))-TEMPO′研究了嗜盐菌紫膜的相变.ESR测定表明:在醋酸钠缓冲溶液中(100mM、pH7.0)、30至70℃没有观察到相转变;在81℃附近获得了紫膜类脂的另一相变点,此转变点可能与紫膜类脂及蛋白质晶格的分离有关.紫膜蛋白质的热变性点则在100℃附近.当温度升至110℃时紫膜类脂烃链则趋“熔化”,紫膜蛋白质的热变性也呈不可逆的.文中还就不同的物理因素对紫模相变的影响进行了讨论.     

Mg~(2 )离子对紫膜表面电位效应的自旋探针—ESR研究

本文根据带正电荷自旋探针CAT_(12)在紫膜结合相和水相的分布,利用自旋探针顺磁共振(ESR)技术测定了Mg~(2 )对紫膜表面电位的影响,我们的结果表明紫膜具有σ为3.02×10~(-4)Ch-arges/(?)~2的表面电荷密度.据此σ用Gouy-Chapman理论计算得到Mg~(2 )离子浓度与表面电位((?)_i)的关系与实验结果极为一致,这表明离子通过表面电位的变化引起紫膜的表面pH值的改变从而影响紫膜的结构与功能,Mg~(2 )对紫膜表面电位的影响明显地比K~ 要大,说明镁离子可能在紫膜的结构与功能中有更为重要的作用.     

Mg~(2+)离子对紫膜表面电位效应的自旋探针—ESR研究

本文根据带正电荷自旋探针CAT_(12)在紫膜结合相和水相的分布,利用自旋探针顺磁共振(ESR)技术测定了Mg~(2+)对紫膜表面电位的影响,我们的结果表明紫膜具有σ为3.02×10~(-4)Ch-arges/(?)~2的表面电荷密度.据此σ用Gouy-Chapman理论计算得到Mg~(2+)离子浓度与表面电位((?)_i)的关系与实验结果极为一致,这表明离子通过表面电位的变化引起紫膜的表面pH值的改变从而影响紫膜的结构与功能,Mg~(2+)对紫膜表面电位的影响明显地比K~+要大,说明镁离子可能在紫膜的结构与功能中有更为重要的作用.     

用ST-EPR研究胆酸对F_1-F_0在F_1-F_0复合体中慢运动的影响

本文比较了经胆酸处理和对照样品的马未酰亚胺自旋标记的F_1-F_0酶复合体的ST-EPR波谱, 二者波谱呈现明显不同的形态.经胆酸处理的复台体中F_h-F_0酶蛋白的波谱参数L”/L’,C’/C,H”/H较对照样品明显增大.选用参数L”/L’计算其相关时间τ_c,得出对照的F_1-F_0酶蛋白的τ_e为5.5×10~(-5)秒而经胆酸处理的F_1-F_0酶蛋白的τ_e为1×10~(-4)秒.表明胆酸处理的样品中酶蛋白运动大大减慢.因此推测胆酸可能通过增加F_1-F_0酶蛋白在膜脂中的旋转运动相关时间,减慢其运动速率,来抑制Mg~2 对F_1-F_0酶水解活力的激活作用的.     

类脂氮氧自由基的合成及自旋标记膜

本文报道用索氏提取器代替Dean-stark肼合成了软脂酸噁唑氮氧自由基(Ⅰ)和一种至今未见报道的黄体酮噁唑氮氧自由基(Ⅱ)的方法,缩短了反应时间,提高了产率,产物经鉴定完全合格。将上述探针(Ⅰ)和(Ⅱ)分别自旋标记到脂质体膜和中国地鼠肺细胞膜(包括正常的和癌变的)以后,它们在膜中的位置和取向虽然不同,但给出的ESR波谱都能灵敏地反映介质的微观粘度、结构差异和分子运动等信息。其中我们发现低场峰的两种波谱组分[h_(a)]和[h_(1)]之间的比率有明显的规律性变化,其各向异性运动比值(M)与旋转相关时间(τ_0)有一定的线性关系。为此,我们提出了一个可反映类脂探针在膜中各向异性运动的简便经验式: M=h_(a)/h_(a) h_(1)。     

类脂氮氧自由基的合成及自旋标记膜

本文报道用索氏提取器代替Dean-stark肼合成了软脂酸噁唑氮氧自由基(Ⅰ)和一种至今未见报道的黄体酮嗯唑氮氧自由基(Ⅱ)的方法,缩短了反应时间,提高了产率,产物经鉴定完全合格。将上述探针(Ⅰ)和(Ⅱ)分别自旋标记到脂质体膜和中国地鼠肺细胞膜(包括正常的和癌变的)以后,它们在膜中的位置和取向虽然不同,但给出的ESR波谱都能灵敏地反映介质的微观粘度、结构差异和分子运动等信息。其中我们发现低场峰的两种波谱组分[h_((a))]和[h_((1))]之间的比率有明显的规律性变化,其各向异性运动比值(M)与旋转相关时间(τ_c)有一定的线性关系。为此,我们提出了一个可反映类脂探针在膜中各向异性运动的简便经验式: M=h_((a))/(h_((a)) h_((1)))。     

紫膜表面电荷数的测量

以CAT₁₂为自旋探针,用ESR自旋标记法测量了不同表面pH时酰化前后紫膜表面负电荷密度,以酰化所屏蔽的表面电荷数为标准,计算了表面pH4-11时单位菌紫质紫膜两侧的总负电荷数.结果表明:表面pH5-9时为9,表面pH≥10及表面pH < 5时增大.结果有力支持了膜表面5个二价阳离子结合位点的模型.     

四株盐杆菌中类紫质分子的探测

研究了四株盐杆菌Halobacterium sp. xiz 515.H.sp.dal s_2-1和H.sp.ausH_3a光驱动的质子泵功能及相应视黄醛蛋白的光化学反应.用pH电极测定了细胞悬浮液和胞外被膜(cellenvelope)介质中的光致△pH变化.实验发现,xiz.515和dals_2-1在照光时介质酸化.而另两株则相反,介质碱化.在这些盐杆菌中,进行了细胞膜各组份离心分离,其操作过程如同在Hhalobium上R中分离紫膜一样.最后得到的相应于紫膜组份的细胞膜中,没有发现表微菌紫质(BR)分子存在的吸收峰值.但是,在动力学光谱仪上却都发现此组份内具有与BR分子类似的光循环反应.本文假定,在这些盐杆菌中存在有微量的BR或类BR分子,它们以单体形式分散的小的聚集体散落在部份细胞膜上.     

外源氯化胆碱可提高小麦线粒体膜的流动性

分别用ANS、DPH及16 -NS三种不同的标记物标记小麦黄化苗的线粒体 ,研究氯化胆碱 (cholinechloride,CC)对线粒体膜的荧光光谱、平均微粘度 (η )及ESR图谱的影响。结果表明 ,0.21 -1.79mmol·L-1 的CC均能显著降低线粒体膜的荧光强度、η 值及ESR图谱的序参数 (S)和旋转相关时间 (τc) ,表明CC可增加线粒体膜的流动性。为揭示CC的提高植物抗冷机制提供依据     

用自旋标记研究抗癌药物对中国地鼠肺正常细胞V_(79)和癌变细胞V_(79)-B_1膜流动性的影响

本文用脂肪酸自旋标记Ⅲ(10,3)在ESR波谱仪上研究了作用于不同环节的抗癌药物硫杂脯氨酸、阿糖胞苷、放线菌素D和5-氟-2′脱氧尿嘧啶对中国地鼠肺正常细胞V_(79)和癌变细胞V_(79)-B_1膜流动性的影响。从所得的ESR波谱计算了抗癌药物处理前后细胞膜脂肪酸链的序参数、平均涨落角度、旋转相关时间和微观粘度的变化。发现用抗癌药物处理以后,V_(79)和V_(79)-B_1细胞膜脂肪酸链的序参数增加,平均涨落角度变小,旋转相关时间和微观粘度增大,细胞膜流动性变小。这四种药物对细胞膜的疏水脂肪酸链作用类似,而硫杂脯氨酸对细胞膜表面作用最大,阿糖胞苷,放线菌素D和5-氟-2′脱氧尿嘧啶依次减小。做了序参数随药物处理时间的动力学曲线。发现除放线菌素D外,V_(79)-B_1细胞膜序参数对其他三种药物的反映比V_(79)细胞膜快。     

利用正电子湮没技术研究大豆磷脂脂质体结构相变

本文首次用正电子湮没技术(简称PAT)研究大豆磷脂脂质体的结构相变.PAT有二个参数τ_2,I_2,τ_2是湮没寿命,I_2是湮没强度.在本实验中我们把PAT得到的大豆磷脂脂质体如构相变结果与DSC的结果相比较,是一致的,所以τ_2,I_2能表征这种脂类结构相变.根据PAT的“自由体积”模型理论,可用τ_2×I_2表示大豆磷脂脂质体内总自由体积.我们用PAT得到关于τ_2×I_2的实验结果与由ESR得到的序参数S进行比较,可得到以下关系τ_2×I_2=C(1/S)C是常数.所以,PAT的τ_2×I_2值能表示膜的序状变化.     

紫膜碎片的电二色性研究

悬浮在水中的嗜盐菌紫膜碎片,在外电场作用下产主定向排列.在20℃时,568nm的电二色性研究表明:外加电场为2kV/m时取向程度可达60%以上;大于5.5kV/m时,取向作用趋于饱和状态;饱和时简约电二色性为-0.437左右,视黄醛生色团的跃迁矩方向与电偶极矩方向形成60.9°夹角;紫膜的永久偶极短为9.2×10~(-24)C、M,剩余电极化率为3.0×10~(-27)m~2;紫膜的旋转扩散常数为0.53秒~(-1).曲线拟合分析表明,感应偶极对紫膜碎片的定向的贡献应予考虑.本文对紫膜碎片的定向机理进行了讨论.     

pH对紫膜表面电位的影响

用荧光标记物1,8-AMS与紫膜结合,测量了能化态和非能化态下紫膜表面电位随介质pH的变化.在pH5.5以下,紫膜表面电位随pH的降低而下降,但囊泡中的紫膜表面电位变化幅度较大;在pH5.5以上,处于非能化态的紫膜(无论是紫膜碎片还是处于囊泡中)的表面电位都没有明显变化,处于能化态时,紫膜碎片的表面电位在pH9.2出现一个峰.     

生物膜核磁共振新技术及类脂静态、动态结构研究的进展

生物膜的研究是当代生命科学研究的三大领域之一.目前,有关膜的静态结构已基本清楚,而对膜结构组分的动力学特征还了解不多.运用~1H、~2H、~(13)C和~(31)P核磁共振(NMR)技术,可以了解膜中类脂的动力学状态.七十年代中期以前,人们通过测量NMR波谱、峰宽、弛豫时间,对类脂的烃链长度与饱和程度、蛋白质和胆固醇的含量、水质子信号特征以及外加的抗菌素和局麻药物的作用进行探讨,并发展了癌细胞的检测技术.近年来,由于核磁共振仪的不断改善,计算     

紫膜的紫外荧光及分子内的能量转移

以可见光为作用光照射天然紫膜,紫膜蛋白被280nm紫外光激发所发射的荧光强度比对照略有降低.比较天然紫膜、漂白紫膜与菌蛋白三者的紫外荧光强度,前两者无显著变化,但菌蛋白的荧光强度比天然紫膜的荧光强度大2-3倍,表明生色团对蛋白质荧光可能有猝灭作用.用280nm波长光照射紫膜的暗适应形式,可使其转变成光适应形式.若有羟胺存在,以紫外光照射也可使紫膜漂白.光漂白的作用光谱,其紫外部分与紫膜蛋白部分的吸收光谱重合得很好.上述实验证明紫膜蛋白部分吸收的能量可以转移到生色团上,即紫膜存在分子内的能量转移     

水在菌紫质光循环和质子泵中的作用

用圆二色仪和闪光动力学先谱仪分别测量了空气干燥紫膜薄层的圆二色谱及紫膜LB膜的M_(412)的衰减过程.在于燥紫膜的圆二色谱上出现412nm的正峰,它是光循环中间体M_(412)的特征峰.在无水介质中,紫膜LB膜中的BR仍能进行先化学循环而检测到中间体M_(412),但M_(412)的衰减速度减慢,产生M_(412)的堆积,质子化过程受阻.在有水的介质中,只要有足够的H~+存在,紫膜LB膜中的BR的中间体M_(412)的衰减速度明显加快.说明水介质的H~+是完成正常光化学循和质子化过程必不可少的.     

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.     

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.     

电子自旋共振波谱技术研究不同pH值对二棕榈酰磷脂酸脂质体相变性质的影响

本文用电子自旋共振(ESR)波谱技术研究了不同pH值对酸性磷脂二棕榈酰磷脂酸(DPPA)脂质体相变性质的影响。结果表明:DPPA脂质体随pH值的增加其相变温度降低。通过对测试条件的选择和波谱参数的测量,TEMPO标记的DPPA脂质体在HEPES溶液中ESR谱不出现疏水峰的原因,是由于仪器分辨率不够以及自旋标记探针TEMPO在DPPA脂质体脂双层疏水相中的超精细偶合常数Ao和各向同性go因子与它们在HEPES溶液中的值相近。     

不同pH条件下细菌视紫红质的共振拉曼光谱研究

本实验测定了不同pH条件下嗜盐菌紫膜中细菌视紫红质(bR)的共振拉曼光谱.13-顺式视黄醛生色团的特征峰1187cm~(-1)和全反式、13-顺式共有的特征峰1200cm~(-1)带强度之比I_(1187)/I_(1200)在pH1.0-8.9之间约为0.76,而pH高于8.9为0.97.pH3.0-9.0时C=NH~ 振动峰为1640-1642cm~(-1),pH9.4以上为1642-1644cm~(-1),pH9.2附近变化最大,pH3.0以下低于1640cm~(-1).酸性和弱碱性范围时,19-CH_3和20-CH_3的面内变形振动与面外变形振动相互重叠,碱性范围分为双峰.并讨论了对结构及其稳定性的影响.