生物分子在溶液中的构象和动力学的自旋-晶格驰豫研究 Ⅰ.丙氨酸

对丙氨酸在水溶液中的构象阳动力学进行了~(13)C自旋—晶格弛豫研究.它的C_α和C_β都有完全的核奥佛好塞效应(NOE),但弛豫特性有明显差异;表明它的甲基在丙氨酸分子整体作各向同性重取向运动的同时绕C_α—C_β键快速旋转.根据这个转动扩散模型,利用实验测定的自旋—晶格弛豫时间和溶液粘度计算了丙氨酸在不同pH值下的体积.对它的体积随离子态的变化,从丙氨酸分子内和丙氨酸间以及丙氨酸与水相互作用加以讨论.此外,还得出了丙氨酸在溶液中作整体运动和甲基内旋转的势垒.以及与之结合的水分子数.     

NMR用于膜的研究的原理与实验基础(下)

B.弛豫时间 1.弛豫时间的物理意义核自旋体系吸收射频场的能量后处于热的非平衡态(激发态),当射频场不存在时,自旋体系回到热的平衡态。这是一种能量跃迁过程,叫做弛豫过程。弛豫过程有两种:一种是自旋—晶格弛豫,或叫纵向弛豫,此过程用T_1来描述。另一种是自旋—自旋弛豫,或叫横向弛豫,此过程用T_2来描述。T_1是描述自旋体系吸收能量后将其能量转移给它周围的介质而恢复到平衡态的特征时间。设N为在时间t的自旋数的差,N_平为平衡态时的自旋数,应有下式: N=N_平(1-e~(t/T_1)) (1) 式中T_1为自旋—晶格弛豫时间,在固体中T_1可长达数小时,而在液体和气体中仅为1秒左右。     

生物物理学报第五卷1989年总目录

第一期生物分子在溶液中的构象和动力学的自旋——晶格弛豫研究1.丙氨酸…………………………………………………………… 温敬拴 王建中 程务本(1)乌删于SS rRNA的核昔酸序—…………………·肖 啸 王鄂生 申宗侯 程振起(7)。一胰凝乳蛋白酶在孤溶液中的变性、失活、复性、复活…………姜淑仙 宁永练(12)脂质体通透性与脂多型性关系的研究……………·。…………………·尹长城 赵南明(19)氟化钠与强诱变剂联合作用前后膜蛋白疏基的变化及其与剂量和温度的关系………… ··’……………………“…………·王英彦 李小殖 贾文荚 何润根 …     

光合作用原初过程的模型体系研究—— (Ⅰ)共价键相接的卟啉—蒽醌化合物的光物理特性

考察了卟啉—蒽醌化合物5-[对-(α-蒽酰亚胺)甲氧苯基]—10,15,20—三[对—甲氧苯基)卟啉P—AQ(α)和5—[对—(β—蒽醌酰亚胺)甲氧苯基]—10.15.20—三(对—甲氧苯基)卟啉P-AQ(β)在苯和二甲基甲酰胺中的电子吸收光谱和荧光发射光谱.所得结果表明:当用共价键分子链将卟啉和蒽醌连接在一起时,为它们之间的相互作用创造了更为有利的条件,但更有趣的实验发现是:P—AQ(α)和P—AQ(β)在极性溶液中的荧光猝灭特性有明显的不同.根据这一发现可以设想;连接卟啉和蒽醌基团的共价键分子链的亚单位和被它所连接的醌基的相互作用,可对卟啉和蒽醌之间的分子内电子转移过程产生一定的影响,因而设计光学作用过程中光化学过程的模型体系时,对此必须给予应有的考虑.     

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.     

发展中的氨基酸工业(三)[各论]

<正> 7.DL-丙氨酸(DL-Alanine) 别名:DL—α—amino—propionic acid 分子量:89.09 本品为无色～白色结晶性粉末或斜方形结晶,有特殊的甜味。水中易溶,乙醇中微溶,不溶于丙酮和乙醚。由于生物体内能够合成丙氨酸,所以不是必需氨基酸。丙氨酸无光学性,有一异构体β-丙氨酸(NH_2CH_2 CH_2COOH),融点197℃,DL-丙氨酸与偶氮     

中华眼镜蛇细胞膜毒素CT-Ⅲ的~1H核磁共振研究

本文用500MHz NMR—维和二维~1H谱研究了重水溶液中的中华眼镜蛇细胞膜毒素CT-III.通过相敏双量子滤波相关谱(DQF-COSY),核Overhauser二维谱(NOESY)和全相关谱(TO-CSY),对含甲基和芳香基团的氨基酸残基的质子自旋体系进行了解析.CT-III~1H谱特征表明有β折迭二级结构存在,NOE二维谱显示Txr22和Tyr51的芳环侧链以及IIe39的侧键在蛋白构象中非常接近.     

中华眼镜蛇细胞膜毒素CT-Ⅲ的~1H核磁共振研究

本文用500MHz NMR—维和二维~1H谱研究了重水溶液中的中华眼镜蛇细胞膜毒素CT-III.通过相敏双量子滤波相关谱(DQF-COSY),核Overhauser二维谱(NOESY)和全相关谱(TO-CSY),对含甲基和芳香基团的氨基酸残基的质子自旋体系进行了解析.CT-III~1H谱特征表明有β折迭二级结构存在,NOE二维谱显示Txr22和Tyr51的芳环侧链以及IIe39的侧键在蛋白构象中非常接近.     

细菌L-天冬氨酸α-脱羧酶的分子机制及分子改造研究进展

L-天冬氨酸α-脱羧酶能够催化L-天冬氨酸生成β-丙氨酸,是泛酸代谢中的关键酶之一,对生物体中的能量代谢和脂肪代谢至关重要。细菌L-天冬氨酸α-脱羧酶属于丙酮酰依赖型的一类酶,具有特别的翻译后加工机制和底物失活作用,本文对L-天冬氨酸α-脱羧酶的分子机制和分子改造进行了综述,并对其在β-丙氨酸合成方面的应用进行了展望。     

山莨菪碱对重组鼠脑(Na~++K~+)—ATP酶旋转运动的影响

本文采用饱和转移顺磁共振技术研究了山莨菪碱对重组鼠脑(Ba~++K~+)-ATP酶旋转运动的影响.从鼠脑纯化的(Na~++K~+)-ATP酶经马来酰亚胺自旋探针标记,再重组于大豆磷脂脂质体.结果表明,(Na~++K~+)-ATP酶旋转相关时间为6—12微秒左右,山莨菪碱加速重组后的(Na~++K~+)-ATP酶的旋转运动.Arrhcnius图示出在10℃左右出现—明显折点,关于山莨菪碱抑制重组(Na~++K~+)-ATP酶活性与增加酶蛋白的旋转运动的关系进行了讨论.     

山莨菪碱对重组鼠脑(Na~++K~+)—ATP酶旋转运动的影响

本文采用饱和转移顺磁共振技术研究了山莨菪碱对重组鼠脑(Ba~++K~+)-ATP酶旋转运动的影响.从鼠脑纯化的(Na~++K~+)-ATP酶经马来酰亚胺自旋探针标记,再重组于大豆磷脂脂质体.结果表明,(Na~++K~+)-ATP酶旋转相关时间为6—12微秒左右,山莨菪碱加速重组后的(Na~++K~+)-ATP酶的旋转运动.Arrhcnius图示出在10℃左右出现—明显折点,关于山莨菪碱抑制重组(Na~++K~+)-ATP酶活性与增加酶蛋白的旋转运动的关系进行了讨论.     

AFM单分子力谱技术及其在活体细胞和菌体表面生物大分子研究中的最新进展

生命活动过程与生物分子内或生物分子间机械力的作用密不可分.原子力显微镜具有极高的力学分辨率,可以在近生理条件下对生物样品进行力学测量,是研究生物体系力学相互作用的理想工具.基于原子力显微镜的单分子力谱(AFM-SMFS)技术可以在单分子、单细胞水平测量生物分子内或生物分子间的相互作用.本文首先扼要介绍了AFM-SMFS技术,包括AFM-SMFS的基本原理、力谱测量及分析方法(蠕虫链模型、自由连接链模型和自由旋转链模型)以及探针的化学修饰方法(硅/氮化硅探针和镀金探针的修饰);重点介绍了利用AFM-SMFS技术对活体细胞表面蛋白(转化生长因子β1、CD20、热休克蛋白以及蛋白酪氨酸激酶)和糖类分子(葡萄糖和甘露糖)的近期研究进展;随后介绍了利用AFM-SMFS技术对活菌体表面蛋白(肝素结合血凝黏附素和Als5p黏附蛋白)和糖类分子(半乳糖、甘露糖、B族碳水化合物、荚膜多糖、α-甘露聚糖、β-甘露聚糖、β-葡聚糖以及几丁质)的近期研究进展;最后对AFM-SMFS技术的缺点和发展前景进行了总结和展望.     

油菜甾醇内酯类化合物结构与活性的相关性

比较了19种油菜甾醇内酯类似物和有关甾体化合物在水稻叶片倾斜及萝卜幼苗生长试验中的生物活性。表油菜甾醇内酯(24—Epi—BR)在两个系统中都具有很强的生物活性。C_2位失去羟基(香蒲甾醇)仅在水稻试验中有高活性,改变C_22位侧链结构(2α,3α双羟基—6—酮—23,24—双失碳—β—高-5α—胆烷酸甲酯)在萝卜试验中仍有活性。     

β-β交联的Fe(Ⅱ)-Co(Ⅱ)杂化血红蛋白玻尔(Bohr)效应的研究

本文使用500MHz ~1H NMR谱仪研究了β—β交联的β_1 82Lys—β_2 82Lys不对称Fe(Ⅱ)Co(Ⅱ)杂化血红蛋白在去氧状态下其四级结构与溶液 pH的相互关系.实验结果证明,溶液中H~+浓度的减少,有利于血红蛋白从束缚态(T态)向松弛态(R态)方向转化.在可交换质子区(9.0—15.0PPm)由pH的改变所引起的[2(Co)β(Fe)]_A[α(Co)β(Co)]_cXL的~1H NMR谱峰的变化比[α(Fe)β(Co)]_A[α(Co)β(Co)]_cXL的~1H NMR谱峰的变化大.这为研究血红蛋白四个亚基的构象随pH改变而变化的先后次序提供了一定的依据,可以认为,当溶液中H~+浓度减少时,首先使蛋白构象发生改变的应在α—亚基上,而不在β—亚基上.此外,从它们的~1H NMR谱图随pH的变化可推测,溶液中除了 T态和R态之外,还存在着一些中间过渡态.o     

β-蜕皮素对家蚕丝腺成长及合成甘氨酸、丙氨酸有关酶系的调节控制

本文研究了植源性β-蜕皮素(简称MH)对家蚕丝腺成长及合成甘氨酸、丙氨酸有关酶系的影响,探讨了5龄不同时期添食β-蜕皮素后丝腺体的成长及后部丝腺和脂肪体中丙氨酸-酮丙二酸、丙氨酸-乙醛酸和鸟氨酸转氨酶活力的变化。通过实验观察到:(1)5龄早期(饷食)添食β-蜕皮素,龄期延长8—9小时,茧层量增加,后部丝腺和脂肪体内丙氨酸-酮丙二酸转氨酶、丙氨酸-乙醛酸转氨酶在处理后6-12小时内,比对照组增高40—50%。随之酶活力略下降,至5龄后期复又升高,明显超过对照组。脂肪体中鸟氨酸转氨酶在β-蜕皮素处理后6小时和48小时均低于对照组。12—24小时以及48小时后直至老熟则明显高于对照组。(2)5龄后期(V—136小时)口腔注射β-蜕皮素,龄期缩短12—18小时。脂肪体和丝腺体中丙氨酸-酮丙二酸转氨酶、丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力明显高于对照组(一般增高20—40%),老熟时迅速下降。本文对有关保幼激素和β-蜕皮素对5龄家蚕两种靶细胞(丝腺细胞和脂肪细胞)的相互配合和制约以完成对蚕整体的调节控制,以及这两种昆虫激素应用于蚕业生产以控制5龄期的长短和增加蚕丝产量等方面进行了讨论。     

东亚马氏钳蝎(Buthus martensi Karsch)神经毒素组分BmK Ⅲ的激光拉曼光谱研究

毒素BmKⅢ是从马氏钳蝎毒液中提取的一个毒性最强的α类神经毒素.从该组分的水溶液和重水溶液拉曼光谱(450—1750cm~(-1))的分析,可以确定其分子的二级结构中以β折迭为主,有较大量的β回折结构和一定数量的无规卷曲,α螺旋不多.采用Lippert提出的线性方程组法计算得到分子中含β折迭41.7%,α螺旋17.7%,无规卷曲40.6%.分子中的四对二硫键均为gauche—gauche—gauche构型.侧链芳香性氨基酸残基大多数暴露在分子表面.文中对有有关毒素构象方面的问题进行了讨论.     

东亚马氏钳蝎(Buthus martensi Karsch)神经毒素组分BmK Ⅲ的激光拉曼光谱研究

毒素BmKⅢ是从马氏钳蝎毒液中提取的一个毒性最强的α类神经毒素.从该组分的水溶液和重水溶液拉曼光谱(450—1750cm~(-1))的分析,可以确定其分子的二级结构中以β折迭为主,有较大量的β回折结构和一定数量的无规卷曲,α螺旋不多.采用Lippert提出的线性方程组法计算得到分子中含β折迭41.7%,α螺旋17.7%,无规卷曲40.6%.分子中的四对二硫键均为gauche—gauche—gauche构型.侧链芳香性氨基酸残基大多数暴露在分子表面.文中对有有关毒素构象方面的问题进行了讨论.     

菌紫质分子的重组对结构及运动的影响

本实验用闪光诱导的瞬间二向色性方法分别测量了用全反视黄醛重组以及用四溴荧光素标记的菌紫质分子在脂质囊泡膜中的旋转扩散运动以及吸收过程随时间的变化(寿命).用全反视黄醛重组后不影响菌紫质分子在膜中的旋转扩散运动,它们与蜂毒的相互作用也无明显差别.用四溴荧光素标记的菌紫质分子的寿命很短,不可能用于测量菌紫质分子在膜中的旋转运动.     

神经组织的氨基-银液染色

1) 神经组织以95%乙醇或10%甲醛(普通甲醛,甲醛盐液,中性甲酫)固定;石蜡切片。 2) 取氨基银液150—200毫升于染色皿内。 配法:0.035M的甘氨酸(glycine)或dl-蛋氨酸(dl-methionine)或dl-α-氨基-正-酪酸(dl-α-amino-n-butyricacid)或dl-组氨酸(dl-histidine)(硷性基游离)或dl-α-丙氨酸(dl-α-alaniae)的溶液与0.02M硝酸银溶液等量混合,