光动力复合藻胆蛋白及其分子内能量传递现象

通过杂双官能团偶联试剂,３－（２－吡啶联疏基）丙酸Ｎ－羟基琥珀酰亚胺酯（ＳＰＤ）,我们合成了Ｒ－藻红蛋白（Ｒ－ＰＥ）与变藻蓝蛋白（ＡＰＣ）的共轭复合物。这种光动力复合藻胆蛋白具有一些特别的光物理性质,如很大的ｓｔｏｋｅｓ位移（约１７０ｕｍ,４９０ｎｍ激发,６６５ｎｍ发出荧光）、高效的分子内能量传递效率等。复合物中Ｒ—ＰＥ与ＡＰＣ的摩尔比为１４,且Ｒ—ＰＥ和ＡＰＣ在复合物中保持了它们各自的光谱性质。通过荧光发射光谱,我们观察到了这种复合藻胆蛋白的分子内能量传递现象,计算表明从Ｒ—ＰＥ到ＡＰＣ的分子内能量传递效率为６５％。二硫苏糖醇（ＤＴＴ）对复合物中联结Ｒ—ＰＥ与ＡＰＣ间的脂族二硫桥键的还原导致分子内能量传递的阻断这一现象进一步证实了复合物中存在分子内能量传递现象。根据Ｆｏｒｓｔｅｒ能量转移机理,计算得出给体与受体发色团间距离为７２Ａ,这一距离与两种蛋白的大小是基本相符的。     

螺旋藻藻胆体核心复合物结构与功能的研究──四种变藻蓝蛋白复合物的分离及光谱特性的研究

从螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｐｌａｔｅｎｓｉｓ）的藻胆体中分离出四种不同光谱形线的变藻蓝蛋白（ＡＰＣ）复合物：ＡＰＩ,ＡＰⅡ,ＡＰⅢ,ＡＰＢ,利用吸收光谱,荧光光谱（室温和低温）以及荧光激发偏振光谱比较了ＡＰＣ复合物三聚体和单体的光谱特性,四种ＡＰＣ复合物三聚体的最大吸收和最大发射峰位置各不相同,ＡＰⅡ和ＡＰⅢ位于短波区（最大吸收波长在～６５０ｎｍ,最大发射波长在６６２～６６４ｎｍ）ＡＰＩ和ＡＰＢ     

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%.     

藻胆蛋白短肽性质的研究

在不同温度、ｐＨ条件下,测定了藻胆蛋白短肽中天然色素基团的稳定性,确定了最适保存条件。研究了样品中乙醇含量、微量元素及稳定剂β－胡萝卜素和维生素Ｃ对藻胆蛋白短肽的影响。找出了可使其更稳定的添加剂。     

螺旋藻变藻蓝蛋白内能量传递机制的研究

利用ｐｓ时间分辨荧光光谱技术研究两种不同结构变藻蓝蛋白复合物ＡＰ６６５和ＡＰ６６０内能量传递过程,讨论了变藻蓝蛋白三聚体和单体内激发态作用机制。结果表明,ＡＰＣ单体只有一个短寿命（７５ｐｓ）,来源于其两个亚基α８４／β８４间能量传递过程,另一长寿命（１０８０ｐｓ）是β８４基态恢复的平衡时间。两种ＡＰＣ三聚体均含有一个短寿命组分,从１６ｐｓ（ＡＰ６６０）到４８ｐｓ（ＡＰ６６５）,它们来源于三聚体内互为Ｃ３对称单体内α８４／β８４间能量传递过程。ＡＰ６６０由于结构对称性低出现的短寿命组分（１０６ｐｓ）,可指认为低对称单体的α８４／β８４之间能量传递时间常数。连接多肽对ＡＰＣ三聚体性质的影响明显地表现在其荧光衰减动力学过程中。     

藻胆蛋白功能的研究

藻胆蛋白在藻类细胞中的主要功能是作为光合作用捕光色素系统。在蓝藻和红藻中,不同的藻胆蛋白形成高度有序的超分子复合体──藻胆体作为捕获光能的功能单位。另外,藻胆蛋白在细胞内还可以作贮存蛋白,以使细胞在缺氮的环境中能生存。由于藻胆蛋白与植物光敏素在形态、结构、组成以及光谱特征等方面均十分相似,而且在体外,可以诱导藻胆蛋白具有类似于植物光敏素的光化学特征。因此,我们推测藻胆蛋白与光敏素之间在功能上可能存在着某种关系,它们可能起源于同一祖先蛋白,在长期的进化中,两者的功能发生改变,但在一定的条件下,藻脂蛋白可能会行使类似于植物光敏素的功能。     

藻胆蛋白

本文扼要介绍了藻胆蛋白的种类、组成和性质,讨论了藻胆蛋白及其超分子聚集体－藻胆体的结构与功能的关系,并就藻胆蛋白的分子生物学近况和合成调控进行了综述,最后提出了藻胆体组分的分子进化模式。     

藻胆蛋白研究

藻胆蛋白是大量出现于红藻 (Ｒｈｏｄｏｐｈｙ ｔａ)、蓝绿藻 (Ｃｙａｎｏｐｈｙｔａ)和隐藻 (Ｃｒｙｐｔｏｐｈｙｔａ)中的捕光色素蛋白 ,主要包括藻红蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白三种。藻胆蛋白把捕获的光能高效地传递给叶绿素 ,从而使海藻的光合作用得以发生[1] 。细菌、藻类和高等植物的光合作用的共同特征是具有很多“天线分子” ,这些“天线分子”吸收光能并通过非放射性过程将激发能传递到含有叶绿素的“反应中心” ,在红藻、蓝绿藻和隐藻中 ,藻胆蛋白就充当这种“天线分子”的角色。因此 ,最初的藻胆蛋白研究主要集中在探讨其光合作…     

高碘酸钠和戊二醛交联法构建的R-藻红蛋白-C-藻蓝蛋白交联物能量传递效率的比较研究

从单细胞蓝藻钝顶螺旋藻中纯化C-藻蓝蛋白,从海洋红藻多管藻纯化R-藻红蛋白.分别用高碘酸钠氧化法和戊二醛法将二者共价连接为R-藻红蛋白-C-藻蓝蛋白交联物,再用Sephadex G-200柱层析纯化.光谱分析表明,用两种方法构建的共价交联物都可以将激发能从R-藻红蛋白传递到C-藻蓝蛋白.二者相比,高碘酸钠氧化法构建的共价交联物的能量传递效率更高.     

肽缀合反义寡核苷酸的合成和性能

反义寡核苷酸可作为基因表达的抑制剂和潜在的治疗药物,但多种类型的寡核苷酸为聚阴离子化合物,难以跨过细胞膜.已知包括融合肽、信号肽在内的多种生物活性多肽具有跨膜与核定位能力.讨论了反义寡核苷酸-肽缀合物的合成和生物活性.     

分子内分子伴侣机制的研究进展

在原核生物、真核生物及病毒中,一些蛋白质的折叠不符合Anfinsen原则,即依靠自身的氨基酸序列是不够的,还需一段被称为分子内分子伴侣(IMC)的肽段来协助折叠．根据机制不同,IMC可分为两类：第一类IMC引导成熟肽折叠为具有空间结构的蛋白质;第二类IMC协助成熟肽的多聚化而使其获得生物学功能．IMC能提供比分子伴侣更契合的结构,更有效地引导成熟肽折叠,是一种更优的折叠策略．研究IMC分子机制,不仅能够确定IMC上哪些残基的协同作用引导成熟肽折叠,而且可通过改变或修饰其侧链来改造成熟肽,拓展传统的蛋白质工程．     

紫细菌反应中心中的超快能量传递过程

利用飞秒泵探测技术研究了紫细菌光合反应中心RS601中的超快能量传递过程,通过选择激反应中心中的不同色素,观察到了以不同色素为起点发生在飞秒时域的超快能量传递过程,从细菌去镁叶绿素H到辅助细胞叶绿素B的能量传递发生在约130fs时间尺度,而通过激发色素B则观察到了从B到原始电子供体P的约240fs的超快能量传递,另外,P激发态的超快弛豫过程则说明其上、下激子能级间存在超快的内转换过程,通过对不同色素激发态的能量弛豫过程的分析,说明由原初电子供体H的电子传递过在几个皮秒时间内完成,其中辅助细菌叶绿素B为该电子传递过程中间态。     

Unique Mechanisms of Excitation Energy Transfer, Electron Transfer and Photoisomerization in Biological Systems

We discuss unique mechanisms typical in the elementary processes ofbiological functions. We focus on three topics. Excitation energytransfer in the light-harvesting antenna systems of photosyntheticbacteria is unique in its structure and the energy transfer mechanism. Inthe case of LH2 of Rhodopseudomonas acidophila, the B850 intra-ringenergy transfer and the inter-ring energy transfer between B800 and B850take place by the intermediate coupling mechanism of energy transfer. Theexcitonic coherent domain shows a wave-like movement along the ring, andthis property is expected to play a significant role in the inter-ringenergy transfer between LH2's. The electron transfer in biological systemsis mostly long-range electron transfer that occurs by the electrontunneling through the protein media. There is a long-standing problem thatwhich part of protein media is used for the electron tunneling root. As aresult of our detailed analysis, we found that the global electron tunnelingroot is a little winded with a width of a few angstrom, reflecting theproperty of tertiary and secondary structures of the protein and it isaffected by the thermal fluctuation of protein structure. Photoisomerizationof rhodopsin is very unique: The cis-transphotoisomerization ofrhodopsin occurs only around the C11 = C12 bond in the counterclockwisedirection. Its molecular mechanism is resolved by our MD simulation studyusing the structure of rhodopsin which was recently obtained by the X-raycrystallographic analysis.     

抗体偶联药物的研究进展与质量控制

抗体偶联药物（antibody-drug conjugates,ADC）因其良好的靶向性及抗癌活性目前已成为抗肿瘤抗体药物研发的新热点和重要趋势,受到越来越多的关注。ADC药物由单克隆抗体、高效应的细胞毒性物质以及连接臂三部分组成,它将抗体的靶向性与细胞毒性药物的抗肿瘤作用相结合,可以降低细胞毒性抗肿瘤药物的不良反应,提高肿瘤治疗的选择性,还能更好地应对靶向单抗的耐药性问题。与传统单抗药物相比,因其结构复杂,ADC药物质量属性分析方法的建立具有更大的难度和特殊性。对抗体偶联药物的研发现状、质量属性分析方法和挑战以及质量控制要点进行了简要介绍,为ADC药物的研究和质量控制提供参考。     

多糖-药物轭合物的研究与展望

多糖类物质作为赋形剂在药物制剂中已被广泛使用,多糖结构中包含了多种活性基团如羟基、羧基、氨基等,具有良好的亲水性、生物可降解性以及生物安全性,使其在聚合物-药物轭合物的构建中成为理想的载体材料.目前天然的多糖大分子及其衍生物作为药物载体的研究方兴未艾,以多糖为载体的聚合物-药物轭合物在定位或靶向给药、组织工程、生物黏附等领域也备受关注.本文以天然多糖-药物轭合物的研究现状为切入点,总结归纳了多糖-药物轭合物的设计与构建途径,介绍了其在药物传递中的应用,讨论并分析了多糖在轭合物体系中的角色和发挥的作用,对以多糖为载体的聚合物-药物轭合物发展的方向予以了讨论.     

生物发光共振能量转移技术及其应用

生物发光共振能量转移（BRET）技术是近10年来出现的一种新的检测蛋白质- 蛋白质相互作用的技术.它的最大优势是能在活细胞中实时进行检测,因此能够进行相互作 用动力学的研究.本文系统阐述了BRET的原理和方法,综述了 BRET技术的最新进展,以及该 技术在G蛋白偶联受体（GPCRs）信号转导及药物发现中的应用.     

FRET技术及其在蛋白质-蛋白质分子相互作用研究中的应用

简要综述了FRET方法在活细胞生理条件下研究蛋白质-蛋白质间相互作用方面的最新进展.蛋白质-蛋白质间相互作用在整个细胞生命过程中占有重要地位,由于细胞内各种组分极其复杂,因此一些传统研究蛋白质-蛋白质间相互作用的方法,例如酵母双杂交、免疫沉淀等可能会丢失某些重要的信息,无法正确地反映在当时活细胞生理条件下蛋白质-蛋白质间相互作用的动态变化过程.荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer, FRET）是近来发展的一项新技术,此项技术的应用,为在活细胞生理条件下对蛋白质-蛋白质间相互作用进行实时的动态研究,提供一个非常便利的条件.