广西石油资源加工及过程加强化技术重点实验室, 广西大学化学化工学院, 广西 南宁 530000
血管紧张素转化酶(ACE)是一种含锌离子的羧二肽酶, 通过肾素-血管紧张素系统和激肽释放酶-激肽系统进行血压调节。 食源血管紧张素转化酶抑制肽(ACEIP)可抑制ACE的活性对高血压控制有利。 以鲣鱼蛋白分离出的ACE抑制肽Leu-Lys-Pro(LKP)为原料, 采用荧光光谱法、 紫外-可见光谱法、 圆二色谱法、 等温滴定量热法(ITC)以及分子对接技术研究了LKP对ACE的抑制机理。 荧光光谱结果表明, LKP能够有效猝灭ACE的内源荧光, 猝灭机制为静态猝灭, 两者结合可形成较稳定的复合物, ACE中色氨酸和酪氨酸残基所处的微环境疏水性减小, 导致极性增强。 紫外、 圆二色谱结果表明, LKP与ACE结合会导致ACE构象发生改变, ACE与LKP结合后二级结构比未结合时松散, 为紧密-松散-稍紧密的变化过程。 ITC测得LKP与ACE结合的焓变(ΔH)、 熵变(ΔS)、 化学计量比(n)以及结合常数(Ka)等热力学参数, 结果表明两者结合反应是由熵驱动的自发吸热过程, 结合力主要为疏水作用, 确定LKP与ACE相互作用的结合位点数约为1, 且随温度升高而增加。 LKP与ACE的结合常数Ka分别为2.2×103, 0.9×103和5.3×103, 说明两者亲和力较小。 分子对接结果表明, ACE活性中心的S1口袋的氨基酸残基Gln281, Lys511与LKP形成氢键相互作用, His353, His513与LKP具有疏水作用, LKP主要通过疏水作用与ACE结合, 氢键稳定蛋白空间结构。 该研究对了解ACE抑制肽与ACE的作用机制提供了一定的帮助, 为开发新的治疗高血压药物建立一定的理论基础。
血管紧张素转化酶 抑制肽 光谱法 等温滴定量热 分子对接 Angiotensin I-converting enzyme (ACE) Inhibitory Peptides Spectroscopic method Isothermal titration calorimetry Molecular docking 光谱学与光谱分析
2022, 42(7): 2107
污染环境修复与生态健康教育部重点实验室, 浙江大学环境与资源学院, 浙江 杭州 310058
近年来, 纳米材料对环境和人类健康的潜在风险已经引起了人们的广泛关注。 纳米颗粒尺寸小、 反应活性高, 当其进入机体后很可能与体内的生物大分子相互作用, 使其原来的理化性质发生改变, 更容易被细胞识别、 吞噬, 进而对组织、 器官等产生危害; 作用过程中生物大分子也会受到纳米颗粒的影响, 可能导致其生理结构受到损伤, 并干扰其特定功能的正常执行; 因此研究纳米材料与蛋白质的相互作用对探究其生物安全性具有重要意义。 实验通过多种光谱手段研究了碳量子点（CQDs）对人血清白蛋白（HSA）结构与功能性质的影响以及两者的相互作用机制。 荧光光谱与紫外-可见吸收光谱结果显示, CQDs通过与HSA结合形成复合物导致蛋白质荧光猝灭; 结合常数KA与结合位点数n的计算结果表明CQDs在HSA上只有一个结合位点, 且同步荧光和位点竞争实验发现, 这个结合位点接近HSA中ⅡA亚结构域上的色氨酸残基; 根据Frster共振能量转移(FRET)理论计算出两者的作用距离r=2.89 nm<8 nm, 表明HSA与CQDs之间通过非辐射能量转移导致蛋白质内源性荧光猝灭; 根据Van’t Hoff方程计算得到HSA-CQDs体系的热力学参数, 由热力学参数计算结果推断相互作用过程中主要有氢键和范德华力参与; 根据共振光散射（RLS）、 三维荧光光谱和圆二色光谱（CD）结果显示, 相互作用会导致HSA的二级、 三级结构发生改变, 蛋白质中α-螺旋结构含量增加, HSA进一步卷曲折叠, 使色氨酸残基所处微环境的疏水性增大; 而结构变化还进一步影响着蛋白质的聚集状态和一些生理功能, 使得相互作用后HSA的聚集程度和类酯酶活性降低, 不利于蛋白质的团聚, 自由基清除能力略有提高。 该研究可为纳米材料的生物与环境安全评价提供参考依据, 也为探究纳米颗粒-蛋白质相互作用提供了一套较为系统的光谱分析方法。
人血清白蛋白 碳量子点 光谱法 相互作用 结构变化 Human serum albumin Carbon quantum dots Spectroscopic method Interaction Conformational change 光谱学与光谱分析
2021, 41(4): 1107
1 中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081
2 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心, 北京 100081
全氟羧酸(PFCAs)由于具有既亲水又疏水的表面活性剂特性, 被广泛应用于工业和生活产品中。 全氟十一酸(PFUnA)和全氟十三酸(PFTriA)是长链PFCAs类的典型代表, 但近年来它们越来越频繁的在人体中检测到, 并且发现表现出内分泌干扰效应、 发育毒性和致畸性。 本文以光谱学和分子对接为基础, 探索PFUnA和PFTriA与人体最丰富的蛋白人血清白蛋白(HSA)的结合模式。 结果表明, PFUnA和PFTriA均通过动静态猝灭过程猝灭HSA的内源荧光, 与HSA只有一个强亲和位点, 且PFUnA与HSA的结合比PFTriA更紧密。 根据热力学计算结果, 可知PFUnA与HSA结合的焓变、 熵变分别为-26.32 kJ·mol-1和21.76 J·mol-1·K-1, 其结合作用主要依靠静电引力, 而PFTriA主要通过范德华力和卤键与HSA结合, 是放热熵减过程, 其焓变和熵变分别为-39.69 kJ·mol-1和-25.66 J·mol-1·K-1。 计算得到的结合距离(r<8 nm)显示从HSA到PFUnA和PFTriA发生了非辐射能量转移。 三维荧光光谱和圆二色谱表明, PFUnA和PFTriA与HSA的结合不仅可以改变HSA的构象和微环境, 还可以引起α-螺旋稳定性降低。 取代实验和分子对接进一步显示PFUnA 和PFTriA通过极性键、 疏水作用力和卤键等与HSA的亚域ⅡA疏水腔有高亲和性, 且荧光团Trp残基处于结合位置中, 进一步证明PFUnA和PFTriA可以猝灭HSA的荧光。 本文研究结果为阐明长链PFCAs在机体内与血清蛋白的结合机理提供了完整可靠的数据, 并为长链PFCAs的毒性评价和毒理学研究提供了理论依据。
全氟十一酸 全氟十三酸 人血清白蛋白 光谱法 分子对接 Perfluoroundecanoic acid Perfluorotridecanoic acid Human serum albumin Spectroscopic method Molecular docking 光谱学与光谱分析
2016, 36(8): 2698
河北大学物理科学与技术学院， 河北 保定071002
大气压等离子体羽放电产生的低温等离子体由于不需要真空装置， 可以对复杂材料进行三维处理等， 在工业上具有广泛的应用前景。 本工作利用等离子体针放电装置在大气压空气中产生了稳定的等离子体羽。 通过光谱测量， 发现等离子体羽发射谱中存在777.5和844.6 nm的氧原子谱线。 这表明在大气压空气放电中产生了具有高化学活性的氧原子。 通过光谱学方法研究了氧原子谱线强度的空间分布， 发现靠近电极处氧原子谱线强度远大于其他位置。 为了对这一现象进行解释， 利用光电倍增管对等离子体羽的发光信号进行了空间分辨测量， 发现靠近电极处发光信号宽度远大于其他位置的发光信号宽度。 这些结果对大气压空气等离子体羽在杀菌消毒等领域的应用具有重要意义。
等离子体羽 光谱法 空间分布 发光信号 杀菌消毒 Plasma plume Spectroscopic method Spatial distribution Light emission signal Sterilization and disinfection
1 中国科学院 力学研究所， 北京 100190
2 清华大学 工程力学系， 北京 100084
采用给水冷管状静电探针施加负偏置电压、并使探针以一定速度垂直于射流轴线扫过层流氩等离子体射流的方法，测量探针所收集到的累积离子饱和电流随侧向位置的变化，利用Abel变换推导出了局部离子饱和电流密度沿射流径向的分布；采用自制的水冷动压探针，以动态扫描法测量了射流动压沿射流径向的分布；根据局部离子饱和电流密度和射流动压的测量数据，由理论关系式推导出了等离子体射流横截面上的温度分布，同时，采用谱线相对强度法测量了等离子体射流的激发温度。结果表明：两种方法得到的等离子体射流中心温度吻合较好，所得到的射流中心温度随弧电流加大而增大的变化趋势也一致。
温度测量 层流等离子体射流 离子饱和电流 动压 光谱法 temperature measurement laminar plasma jet ion saturation current impact pressure spectroscopic method
1 武汉大学化学系, 武汉 430072
2 武汉大学分析测试中心, 武汉 430072
本文叙述了脉冲光热偏转方法测量介质的光学吸收系数的基本原理和理论依据。实验测量了几种不同浓度的KMnO4溶液在532 nm波长的光学吸收系数并与分光光度法测量值直接比较，两者完全符合。实验还测量了632.8 nm波长滤光片在532 nm波长的光学吸收系数。
脉冲光热偏转(PPTD) 光学吸收系数 透射光谱方法 KMnO4溶液
