生物物理新技术新方法在LB 膜结构与功能研究中的应用

现代生物物理技术与方法的发展为LB膜科学的基础研究提供了丰富的手段,使单分子膜科学取得了令人瞩目的进步。文章就单分子膜研究领域中物理新技术与新方法如LB膜仪、表面粘度计、X射线与中子散射技术、布鲁斯特角光学显微镜、电子显徽镜、原子力显微镜等的基本实验原理及其在单分子膜物理特性与功能研究中的应用作简单介绍;并鉴于各种仪器的优缺点,作者提出了多仪器联合对单分子膜进行研究的方案和前景进行了探讨。     

气/液界面及固体表面硬脂酸LB膜结构性质研究

对气液/和固/液界面上硬脂酸LB膜的结构性质的研究表明,二价离子能够使气/液界面上LB膜表面压力降低,并出现一个固-固转变的过程.对此可以解释为是由二价离子富集在亚相表面,减弱了膜分子之间的库仑作用,使表面电势降低引起的.同时由于二价离子与硬脂酸分子形成复合物,单层膜的结构发生改变,导致固-固转变点的产生.对固体基质上多层LB膜的椭圆偏振研究表明,有序排列的硬脂酸LB膜具有明显的双折射性质.电镜观察发现两个固相垂直提位获得的多层膜在形貌上存在差异,低压固相膜较之高压固相膜存在明显的不均匀性.分析认为这是在膜从气/液界面向固体表面转移过程中发生重结晶引起的.     

脂质体与磷脂单分子层相互作用的研究

本文尝试通过脂质体与磷脂单分子层(LB膜)相互作用去研究与膜间作用有关的问题。实验结果表明,脂质体的尺度、相状态,脂质体与LB膜的表面电荷性质,均对脂质体向LB膜的转变率有显著影响。本文尝试的方法有可能为人工膜研究膜间作用问题提供一条新的途径。     

胆固醇对金属离子磷脂酰甘油单分子膜成膜的影响

目的：本文主要研究不同条件胆固醇（Cholesterol,简称Chol）和金属离子（钾、镁离子）对磷脂酰甘油（Phosphatidylglycerols,简称PG）相互作用后形成的单分子膜的影响。方法：首先以金属离子作为亚相,研究胆固醇的量对磷脂酰甘油单分子膜的影响;其次加入同等量的胆固醇量,亚相为不同金属离子时,对磷脂酰甘油单分子膜的影响,最后分析磷脂酰甘油LB膜的π-A曲线,即曲线外扩、相变点、膜压等等变化特征。结果：随着胆固醇的增多,金属离子磷脂酰甘油单分子膜形成π-A曲线变化逐渐明显;当加入同等量的胆固醇时,随着金属离子价态的逐渐增高,磷脂酰甘油单分子膜形成的π-A曲线的变化也逐渐明显。结论：其一：胆固醇对金属离子磷脂酰甘油单分子膜成膜质量是有影响的。其二,金属离子对胆固醇与磷脂酰甘油混合形成的单分子膜同样也是有的影响。     

紫膜LB膜的结构特性研究

研究了紫膜LB膜中的紫膜碎片的结构特性。扫描电子显微镜观察表明,紫膜LB膜中单个紫膜碎片的直径大约为0.3微米。表面轮廓测量仪(简称台阶仪)观察到紫膜LB膜中的紫膜碎片的厚度为40—50。在不同的表面压和不同紫膜含量时测量了紫膜碎片在紫膜LB膜中的形态学分布,当表面压为30mN/m或紫膜与大豆磷脂的重量比大于20:1时,紫膜碎片容易重叠或凝聚。     

磷脂与胆固醇混合单分子层(LB膜)结构性质的研究

气液界面上人工铺展的脂类单分子层(LB膜)作为生物膜研究的一种模型正越来越引起人们的重视.我们利用LB膜技术可以严格地控制膜组份及压力等参数的特点,并与扫描电镜形貌观察相结合,对DMPE/Cholesterol二元混合脂类单分子层的结构性质(特别是相行为)进行了研究.各种不同比例混合的DMPE/Cholesterol单分子层的压力(π)—面积(A)等温曲线由实验获得.通过对所获得的π—A曲线族的解析函数:1)压缩角(?)—分子平均密度(ρ)曲线,2)分子平均面积(A)—组分(X)曲线的分析,得到了DMPE/Cholesterol的压力—组分相图.由相图中可分析出二维混合脂类单分子层的液—液二级相变(伴随“气态”分子取向的有序化),液→固一级相变(伴随gauche—trans的转变),及固→固二级相变(伴随gel态分子取向的重排).相图分析的结果已为扫描电镜的观察所证实.     

三种藻胆蛋白在复合累积LB膜中的能量传递

制备了R-藻红蛋白(R-PE)、C-藻蓝蛋白(C-PC)及变藻蓝蛋白(APC)的单组分累积LB膜及三组分复合累积LB膜. 吸收及荧光光谱测定表明三种蛋白的LB膜的光谱重叠性质与他们在水溶液中的性质相同. 结构测定表明, 三种蛋白在其LB膜中排列有序, 且由它们组装的复合累积LB膜结构类似于藻类植物中的藻胆体结构. 通过稳态荧光光谱及其光谱解叠, 观察到了三种蛋白在复合累积LB膜中的激发能量传递现象. 根据给体荧光峰的猝灭, 计算出在复合累积LB膜中从给体R-PE经C-PC到受体APC的能量传递效率为51%.     

表面压与紫膜含量对紫膜LB膜质量的影响

本文报导了用表面轮廓测量仪测量了不同表面压和不同紫膜含量下制备的紫膜LB膜中紫膜碎片的厚度。实验结果表明:单个紫膜碎片在紫脂LB膜中的厚度为50左右,相当数量的紫膜碎片之间有重叠。当表面压为30mN/m或紫膜碎片与大豆磷脂之重量比为20:1时,紫膜碎片容易进入到水相或碎片之间相互重叠变得更加严重。     

付里叶变换偏振红外光谱法研究紫膜LB膜内菌紫质的取向

用付里叶变换偏振红外法测量了紫膜LB膜内菌紫质的酰胺Ⅰ、Ⅱ和A带的二色性,计算了菌紫质的α-螺旋取向.实验表明,紫膜内菌紫质的α-螺旋轴同膜法线的平均夹角为13°,即与膜平面的平均夹角为77°.     

多氯联苯降解菌Burkholderia xenovorans LB400研究进展

Burkholderia xenovorans LB400是一株多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)降解菌,可以氧化含有1?6个氯取代基的多氯联苯。近年来,由于其广泛的底物谱和优异的降解性能,菌株LB400已成为研究原核生物降解多氯联苯的生物化学和分子生物学方面的模式生物。目前关于PCBs的微生物降解研究已不再局限于对微生物资源的挖掘,而是更多地聚焦在LB400等降解菌的PCBs降解基因、降解酶的酶学特性以及酶的人工分子进化等方面。同时,LB400作为早期发现的降解菌,其对多氯联苯的降解途径、底物范围及相关机制也被广泛探讨;但是对于PCBs降解相关基因的调控研究较少。因此,本文以Burkholderia xenovorans LB400对多氯联苯降解为核心,通过综述其代谢途径、代谢相关基因和酶系以及降解应用等方面的研究进展,以期为深入探讨Burkholderia xenovorans LB400的应用以及进一步在遗传、分子和生化水平研究其他多氯联苯降解菌株提供借鉴。