紫膜菌紫质分子的光生物物理学研究

本文介绍了紫膜细菌视紫红质的微观结构,质子泵功能和光循环过程,及其菌紫质分子中发色团和蛋白质相互作用(结合位点)的几种光谱研究,最后讨论了菌紫质分子原初事件量子产率的双重性和相应的分子动力学模型。     

竹红菌乙素对菌紫质荧光的影响

用荧光光谱方法研究了竹红菌乙素与菌紫质的相互作用。通过竹红菌乙素对菌紫质吸收光谱,对菌紫质荧光猝死的浓度和温度的依赖性以及竹红菌乙素对明暗适应菌紫质的荧光猝灭等研究表明,竹红菌乙素是一种新型的荧光猝灭剂,它对菌紫质的荧光猝灭属于动态猝死过程。竹红菌乙素对明暗适应菌紫质荧光猝灭的差别,说明这种猝灭剂可用于生物膜体系的蛋白质构象变化的研究。     

山莨菪碱对紫膜中菌紫质结构的影响及其与膜脂的关系

本文用吸收光谱和可见圆二色谱研究了不同浓度的山莨菪碱对紫膜中菌紫质结构的影响,并设计了用不同浓度的去垢剂Triton X-100作为脂环境的扰动剂,研究山莨菪碱对菌紫质的影响与膜脂关系的实验.结果表明山莨菪碱不仅影响菌紫质分子本身的构象变化而且扰动了菌紫质分子之间的激子偶联作用.通过吸收差光谱技术表明山莨菪碱对菌紫质结构的影响与膜脂密切相关并指出紫膜中菌紫质的三体结构对膜功能的贡献是不容忽视的.     

付里叶自去卷积法及其应用于无水紫膜菌紫质的二级结构研究

本文扼要地介绍了付里叶自去卷积理论,用以处理红外谱图的方法及去卷积谱线与二级导数谱和原谱组分的关系.用去卷积和二级导数谱研究了无水紫膜内菌紫质的二级结构,与水合条件下菌紫质的红外谱图相比较,无水菌紫质显示出一些新的特征吸收组分,对此作了结构识别,并断定1640cm~(-1)组分为紫膜的特征吸收.     

冷冻干燥对紫膜菌紫质圆二色性的影响

无论是先冷冻后干燥,还是先干燥后冷冻,或只冷冻处理,或只干燥处理的干湿紫膜样品,也无论是在处理后将其悬浮在水中,或在十六烷中,或在大豆磷脂正己烷液中,紫膜中的菌紫质分子均丧失了天然紫膜水悬浮液中的圆二色谱的双相性。然而,对于先冷冻后干燥,只干燥处理的紫膜水悬浮液,这种双相性可以缓慢地恢复。该现象提示,冷冻和/或干燥处理对紫膜菌紫质的圆二色性的影响,可能主要通过影响脂区间接实现的;用环三体激子理论难以圆满解释该现象。     

铁/紫膜/胶/铜光电池在光触发瞬时的界面电势研究

在分析菌紫质光驱质子泵过程的基础上 ,应用Hong的化学电容的概念 ,提出在菌紫质人工膜系统中等效存在C -电容和N -电容 ,并由此研究了铁/紫膜/胶/铜光电池在光触发瞬时的界面电势。结果可提供于以菌紫质为基础的分子电子器件 ,和菌紫质光驱质子泵机理的研究。     

付里叶变换二级导数红外谱研究不同水合条件下紫膜内菌紫质的结构

在室温自然光线下得到了干燥、水合及缓冲液内紫膜菌紫质的(?)(?)叶变换红外光谱及其二级导数谱提高了谱线的表与分辨,将原谱的重叠组分有效地分离开.讨论了原谱与二级导数的关系.对经分辨的各组分谱线作了识别.结果表明,紫膜菌紫质内除α—螺旋结构外,还存在相当量的β-折叠和转折结构,在各种水合条件下,各特征谱线无明显的频率位移.     

菌紫质LB膜时空信号响应模型及方向检测效应的研究

在测量和分析了菌紫质ＬＢ膜的时空信号响应的基础上,提出了菌紫质ＬＢ膜的时空信号响应模型。并用菌紫质ＬＢ膜的时空信号响应模型。并用菌紫质ＬＢ膜的这些特性设计了能检测“对比边”运动方向、角度和转速的方法。     

温度对菌紫质结构转变的影响

测量了不同温度下菌紫质的紫外—可见及红外吸收光谱,比较天然与变性菌紫质的吸附等温线。证明菌紫质在80℃前的可逆结构转变表现为结晶晶格协同效应降低,部分芳香族氨基酸显露,蛋白质构象的微小变化使视黄醛微环境改变。100℃引起的结构改变为不可逆,此时菌紫质三、四级结构解体,分子链展开并重聚,二级结构也发生变化,出现β结构,同时还保留部出α-螺旋,视黄醛全部游离。并就菌紫质的高热稳定性能做了讨论。     

菌紫质研究的新进展

菌紫质(BR)是嗜盐菌紫膜中的唯一蛋白质,野生型的BR分子含有248个氨基酸残基,其中一个视黄醛通过希夫碱基连结在第216位赖氨酸上,它具有质子泵的功能．光照下,BR进行光循环,光循环又与质子泵过程相关联．菌紫质的结构和功能方面的研究已有很大进展,但其光循环途径和质子泵的机理还不太清楚．文章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,尤其对争论较大的菌紫质光循环途径的四类模型作了较详细的介绍．     

菌紫质膜对315nm辐照的光反应

利用仪器本身的测量光束３１５ｎｍ光照对紫膜薄膜中菌紫质的光反应的影响的ＣＤ谱研究说明：３１５ｎｍ的近紫外光可以激发薄膜中菌紫质的光反应,３１５ｎｍ与４０８ｎｍ、３３５ｎｍ光激发的光反应变化类型一致,但与５６８ｎｍ光激发的反应变化类型不一致;３１５ｎｍ光激发的光反应与菌紫质的初始样品状态有关,与菌紫质所处的分子状态的分布有关,而不是直接与初始样品状态存在的表现条件有关。结果认为利用包括近ＵＶ光在内的不同光照条件来调控ＢＲ的光反应是有可能的。     

温度对脂质囊泡中单体菌紫质分子结构和光电响应的影响

本实验用人工双分子平板膜系统(BLM)测量了紫膜碎片和在DMPC脂质襄泡膜中的单体菌紫质分子的光电响应以及与温度的关系(处理温度17℃至31℃).温度对紫膜碎片的光电响应影响不大,但对单体菌紫质分子的光电响应有明显影响.用园二色(CD)方法相应地观察了温度对紫膜碎片和单体菌紫质分子在可见波长范围内的CD谱的影响 同样观察到温度对单体菌紫质分子的CD谱有明显影响.两者的影响很可能与脂质襄泡中DMPC的相变温度有关.     

菌紫质人工膜的光电压与离子强度的非线性关系

本文研究了Ｋ＾＋,Ｍｇ＾２＋和Ｌａ＾３＋离子强度对菌紫质人工膜的光电压的影响。研究结果表明,在实验所测定的离子强度范围的内菌紫质人工沉淀膜的光电压与上述离子的离子强度间具有非线性关系,并随离子价数的提高其响应峰值的位置向低浓度发展。本文研究结果将对菌紫紫质光化学反应循环,质子迁移机制的研究,以及菌紫质光电池的设计,和以菌紫质为基础的视觉功能模拟和人工视觉研究提供有价值的数据。     

菌紫质质子泵机理的研究进展

菌紫质(bR）是嗜盐菌紫膜中的唯一蛋白,具有光驱动的质子泵功能,迄今为止对于光循环和质子泵的具体分子机理仍未弄清楚,作者概述了近几年来关于bP质子泵机理的研究进展,介绍了两个较新的模型。     

菌紫质LB膜时空信号响应模型及方向检测效应的研究

在测量和分析了菌紫质ＬＢ膜的时空信号响应的基础上,提出了菌紫质ＬＢ膜的时空信号响应模型。并用菌紫质ＬＢ膜的这些特性设计了能检测“对比边”运动方向、角度和转速的方法。     

光电响应对紫膜外表面[k~+]依赖性与质子泵效率相关

本文研究发现,不锈钢／电沉积紫膜薄膜／含水胶（电介质）／铜型菌紫质光电池的光电响应对紫膜外表面的钾离子浓度的依赖性与质子泵效率的这种依赖性成相关性。这种相关性说明：１．膜中菌紫质的光电响应主要来自质子泵运而非钾离子直接的贡献;２．存在一合适的离子浓度使菌紫质的光电响应有极大值;３．作用在外表面的离子主要影响质子释放结构域     

菌紫质光生物分子器件及其超快过程

菌紫质是嗜盐菌紫膜中的一种光能转换蛋白.它具有光致色变和光驱动质子泵功能,其原初光异构化过程极其迅速,可在430fs内完成.由于菌紫质具有一系列独特的光电和光学特性,如对光强的微分响应,高的空间分辨率,高的光灵敏度,高循环次数等,使得它在光电探测,仿视觉系统,人工神经网络,非线性光学及光学信息记录和处理方面有很多重要应用.利用超短脉冲激光技术,高时间分辨光谱学技术及高速取样探测技术,对菌紫质的光循环,原初光异构化,激发态动力学,质子泵机制等方面的研究已取得了许多有意义的结果.     

菌紫质人工膜的光电压与离子强度的非线性关系

本文研究了Ｋ＋、Ｍｇ２＋和Ｌａ３＋离子强度对菌紫质人工膜的光电压的影响。研究结果表明,在实验所测定的离子强度范围内菌紫质人工沉淀膜的光电压与上述离子的离子强度间具有非线性关系,并随离子价数的提高其响应峰值的位置向低浓度发展。本文研究结果将对菌紫质光化学反应循环、质子迁移机制的研究,以及菌紫质光电池的设计、和以菌紫质为基础的视觉功能模拟和人工视觉研究提供有价值的数据 。     

缬氨霉素以及膜电位对菌紫质分子在脂质囊泡膜中运动的影响

用瞬间二向色性方法测量了菌紫质分子在DMPC脂质囊泡膜中的旋转扩散运动.观察了缬氨霉素和膜电位对菌紫质分子旋转扩散运动的影响.在低脂与蛋白比例时,缬氨霉素明显影响菌紫质分子的旋转扩散运动,在高脂与蛋白比例时,缬氨霉素对菌紫质分子的旋转扩散动的影响不明显.无论在高的或低的脂与蛋白比例下,膜电位都影响到菌紫质分子的旋转扩散运动.     

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.