2 种天然抗氧化剂与鲢鱼肌球蛋白的相互作用

研究2 种天然抗氧化剂表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate,EGCG）、白藜芦醇（resveratrol,RE）与鲢鱼肌球蛋白之间的相互作用。采用荧光光谱与圆二色谱技术分别探究EGCG、RE与鲢鱼肌球蛋白分子间相互作用的结合情况和其对肌球蛋白微观结构的影响。荧光光谱结果表明：EGCG、RE与鲢鱼肌球蛋白之间发生相互作用均会导致肌球蛋白荧光猝灭现象的发生,且荧光猝灭方式都为静态猝灭。通过热力学数据分析得出EGCG、RE与肌球蛋白分子结合的主要作用力是氢键和范德华力;并利用Stern-Volmer方程处理数据得到EGCG、RE与肌球蛋白在不同温度条件下的结合常数和结合位点数。圆二色谱及表面疏水性结果表明,EGCG、RE诱导了肌球蛋白结构的变化,EGCG使肌球蛋白α-螺旋相对含量增加,表面疏水性降低;而RE对肌球蛋白二级结构无明显作用,但会使其表面疏水性增加。     

VD3与大豆分离蛋白相互作用的多重光谱分析与计算

利用多重光谱技术（荧光光谱、同步荧光光谱、紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱）研究VD3与大豆分离蛋白的相互作用。结果表明：VD3能对大豆分离蛋白的内源荧光进行静态猝灭。VD3与大豆分离蛋白在不同温度下相互作用的表观结合常数分别为1.245×104（293 K）、1.250×104（298 K）、3.531×104（306 K）L/mol,对应的结合位点数分别为0.973 3、0.992 4和1.094 2;结合距离r＝2.92,其结合时通过非辐射能力转移而促使蛋白质荧光猝灭。热力学数据分析结果表明：VD3与大豆分离蛋白的反应是自发的吸热过程,其相互作用的主要作用力是静电相互作用和疏水相互作用。同步荧光光谱和紫外-可见光谱结果显示,VD3的添加使大豆分离蛋白构象发生改变,芳香氨基酸残基的微环境由疏水性向亲水性变化。傅里叶变换红外光谱结果表明VD3引起大豆分离蛋白的二级结构发生改变。     

茶多酚与大豆分离蛋白的相互作用

利用荧光光谱、紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱法,研究茶多酚与大豆分离蛋白之间的相互作用。结果表明：茶多酚对大豆分离蛋白有较强的荧光猝灭作用且为静态猝灭,其中,茶多酚与大豆分离蛋白在291、298、310 K时相互作用的表观结合常数分别为4.571×105、2.955×105、2.672×105 L/mol,对应的结合位点数分别为1.316、1.299、1.286。热力学数据分析结果表明：茶多酚与大豆分离蛋白反应的作用力主要是范德华力和氢键作用;同步荧光光谱和紫外-可见光谱表明茶多酚改变了芳香氨基酸残基在空间结构中所处的微环境,使大豆分离蛋白的分子构象发生改变,且同步荧光光谱显示茶多酚与大豆分离蛋白中色氨酸残基发生相互作用,使其周围的疏水作用减少。傅里叶变换红外光谱表明茶多酚引起大豆分离蛋白的二级结构发生改变。     

花青素与小麦蛋白相互作用及对蛋白质结构的影响

利用荧光光谱法和傅里叶变换红外光谱法,研究中性条件下黑豆皮中的花青素（矢车菊素-3-O-葡糖苷（cyanidin-3-O-glucoside,C3G））与小麦蛋白麦醇溶蛋白（gliadin,Gli）及麦谷蛋白（glutenin,Glu）的相互作用。荧光结果表明：C3G对Gli、Glu均有较强的荧光猝灭作用,对Glu的荧光猝灭机制属于静态猝灭,而与Gli的猝灭方式为动态猝灭和静态猝灭的结合,C3G与Gli和Glu的结合常数（KA）分别为20.827×104、14.690×104 L/mol,结合位点（n）分别为1.263和1.159（298 K）,说明与Gli作用较强。热力学研究表明：C3G与Gli主要通过疏水作用结合;与Glu作用主要通过范德华力和氢键作用结合。同步荧光光谱分析表明：C3G与Gli的结合位点更接近色氨酸残基,而与Glu的结合位点更接近酪氨酸残基。傅里叶变换红外光谱表明：C3G能够与Gli、Glu结合并相互作用,使蛋白构象发生变化。     

卵白蛋白-白藜芦醇相互作用机理及其对卵白蛋白的影响

探究卵白蛋白-白藜芦醇（ovalbumin-resveratrol,OVA-RES）相互作用机理以及RES对OVA潜在致敏性的影响。以OVA和RES为对象,利用荧光光谱法、圆二色谱法研究两者相互作用机理,解析其荧光猝灭类型、结合位点数、热力学参数和二级结构含量等信息,并在此基础上利用体外血清学IgG、IgE结合能力实验评估RES对OVA的潜在致敏性的影响。结果表明,RES可通过动态猝灭的形式猝灭OVA的荧光,且OVA-RES相互作用是以氢键和范德华力为主要作用力驱动的自发过程（ΔH＜0、ΔS＜0、ΔG＜0）。RES可引起OVA氨基酸残基微环境和蛋白质构象的变化,从而使得OVA的潜在致敏性增加。     

原儿茶酸与卵白蛋白的相互作用

原儿茶酸（protocatechuic acid,PCA）是一种分布广泛的天然酚类化合物,也是花色苷、原花色苷等复杂多酚的主要代谢物之一,具有抗氧化、神经保护等功能。采用多光谱技术研究PCA 与卵白蛋白（ovalbumin,OVA）的相互作用及其对ABTS+自由基清除能力的影响。结果显示,PCA 对OVA 本征荧光产生猝灭作用;猝灭常数Ksv 随温度升高而降低,表明相互作用为静态猝灭机制;PCA 与OVA 存在一个结合位点,结合常数约为104 量级;结合属于自发产生的吸热反应,疏水作用是主导作用力;相互作用后Tyr 残基周围微环境极性增加、疏水性降低,Trp 残基所处微环境没有变化。PCA-OVA 复合物ABTS+自由基清除能力较PCA 和OVA 有显著提高（p＜0.05）。因此,PCA 与OVA 的相互作用使OVA 构象发生改变,对ABTS+自由基清除能力具有一定影响。     

NaCl浓度对麦醇溶蛋白与槲皮素相互作用的影响

利用荧光光谱、紫外光谱、傅里叶变换红外光谱法,研究不同NaCl浓度下麦醇溶蛋白（gliadin,G）与槲皮素（quercetin,Q）的相互作用。荧光光谱分析结果表明：不同NaCl浓度下,Q导致G荧光猝灭现象的发生,且随NaCl浓度的增大,荧光强度伴随明显蓝移现象（10?nm左右）;当Q浓度为50?μmol/L时,荧光猝灭率为96%～98%,表明两者发生强相互作用;Q对G产生静态或动、静态结合的猝灭作用;50?mmol/L?NaCl浓度下,G与Q的结合常数（Ka）和结合位点数（n）数值最大,为4.87×107?L/mol和1.477?1,说明添加适量NaCl有利于相互作用的增强。热力学数据分析结果表明：50?mmol/L?NaCl浓度下,G与Q之间主要为疏水作用力,而其他NaCl浓度下,G与Q之间主要为氢键相互作用。同步光谱和紫外光谱分析结果表明：Q改变了G中芳香族氨基酸所处的微环境,使蛋白分子构象发生变化,且色氨酸残基对蛋白固有荧光的猝灭贡献更大。傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱分析结果表明：在特定NaCl浓度下G与Q存在特定作用方式,氢键或疏水相互作用在复合物的形成中起重要作用,蛋白质的二级、三级结构及氨基酸侧链微环境发生改变。研究结果证明,NaCl浓度影响蛋白-多酚的相互作用,添加适量NaCl有利于G和Q的结合以及蛋白质的构象变化。本研究为Q作为一种天然食品添加剂应用于小麦制品提供了理论基础和科学依据。     

基于多光谱技术分析绿原酸与肌原纤维蛋白相互作用的初步研究

本研究以高白鲑肌原纤维蛋白（Myofibrillar Protein,MP）为研究对象,探究不同浓度（6、30、150、300μmol/g）绿原酸（Chlorogenic Acid,CA）与MP相互作用的结构变化及结合性质。在25℃下孵育形成不同CA-MP复合物,通过测定复合物的理化性质（总巯基,表面疏水性）,二级,三级结构变化（傅里叶红外光谱、同步荧光、三维荧光）,结合性质（紫外光谱,荧光猝灭及热力学参数）分析CA-MP复合物相互作用情况。结果表明,在300μmol/g CA存在下,蛋白总巯基含量和表面疏水性分别骤降25.65%,40.26%(P<0.05);蛋白质二级结构随之展开,α-螺旋含量下降至11.73%,造成蛋白结构稳定性降低;同步荧光与三维荧光光谱表明CA对蛋白荧光具有猝灭作用,且色氨酸比酪氨酸的猝灭效果高7.90%。紫外光谱和荧光猝灭证实CA-MP形成复合物且二者的结合为静态猝灭,热力学参数进一步验证二者相互作用的主导力为疏水作用力。本研究旨在为多酚与高白鲑MP相互作用提供有价值的信息,为后续对不同结构多酚与高白鲑肌球蛋白的相互作用机制提供研究基础。     

多光谱学与分子模拟技术表征甜菜苷与乳清蛋白的相互作用

为研究甜菜苷（Betanin）与乳清分离蛋白（Whey protein isolate, WPI）的相互作用及乳清分离蛋白对甜菜苷热稳定的影响，本文通过自组装法构建了WPI-Betanin复合物，利用紫外可见光谱验证了复合物的形成，并通过荧光光谱和圆二色谱探究了复合物形成的作用机制及蛋白质结构的变化，最后采用分子模拟技术将复合物相互作用可视化。结果表明，甜菜苷与乳清分离蛋白主要通过氢键与范德华力形成复合物，结合位点数约为1。复合物的形成导致蛋白的浊度增加，表面疏水性降低，内源荧光猝灭，且猝灭机制为静态猝灭，常温下的猝灭常数为1.78×103 L/mol。相互作用改变了乳清分离蛋白中色氨酸、酪氨酸的微环境和二级结构含量，使甜菜苷在80 ℃下加热1 h的保留率从6.17%提高到27.26%。本研究为功能性蛋白色素复合物的应用开发和甜菜苷的护色提供了理论基础。     

光谱法研究芳樟醇与牛血清白蛋白的相互作用

采用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱法,研究模拟生理条件下芳樟醇与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用机制及芳樟醇对BSA构象的影响。实验表明,芳樟醇可以有规律地猝灭BSA内源荧光,猝灭机制主要为形成芳樟醇-BSA复合物的静态猝灭。通过计算得出二者在不同温度下的结合常数和结合位点数。根据热力学参数判断芳樟醇与BSA之间的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,主要作用力是氢键和范德华力,同时由Forster’s非辐射能量转移理论求得其结合距离。紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱研究表明芳樟醇与BSA相互作用后使BSA构象发生改变,减少了BSA中α-螺旋的含量,增加了BSA中色氨酸、酪氨酸残基微环境的疏水性。     

超高压处理菠萝蛋白酶引发构象变化与酶活力的关系

采用超高压处理菠萝蛋白酶,研究菠萝蛋白酶结构变化与酶活力的关系。采用傅里叶红外光谱（Fouriertransform infrared spectrometer,FTIR）检测二级结构变化,荧光光谱检测三级结构变化,采用福林酚法测定酶活力。结果显示,与0.1 MPa相比,在37 ℃,不同压力（100～500 MPa）处理20 min,对菠萝蛋白酶活力均有显著影响（P＜0.05）。200 MPa处理时,酶活力达到最大值（3 524 U/g）,提高了8.29%。200 MPa处理后的菠萝蛋白酶,经傅里叶红外光谱分析结果显示,β-折叠含量比常压下增加了1.76 倍。内源性荧光光谱结果显示,280 nm波长处激发,荧光强度达到最高4 934。因此,菠萝蛋白酶的活性与β-折叠的含量以及亲水性Typ残基的暴露程度有关。     

紫甘薯花色素与胰蛋白酶相互作用特性

测定紫甘薯花色素与胰蛋白酶反应前后酶的催化活性、催化反应动力学并采用紫外光谱法、荧光光谱法和红外光谱法研究紫甘薯花色素与胰蛋白酶相互作用特性。结果表明：紫甘薯花色素对胰蛋白酶催化活性有明显的抑制作用,抑制类型为可逆的竞争性抑制,抑制常数Ki＝6.16×10－4 mmol/L,当紫甘薯花色素与胰蛋白酶的物质的量比为140∶1,在 37 ℃反应 15 min,抑制率达到38.61%,而反应时间对催化活性的影响不明显;紫甘薯花色素可使胰蛋白酶的内源荧光猝灭,猝灭类型为静态猝灭,室温下猝灭常数Kq为1.73×1012 L/（mol·s）,结合常数KA为3.88×104 L/mol,结合位点数n为0.86;热力学参数确定两者之间的作用力主要为氢键和范德华力;根据Förster能量转移理论得出它们的结合距离为3.56 nm;红外光谱经过去卷积、二阶导数处理得知与紫甘薯花色素作用后胰蛋白酶的α-螺旋含量降低,β-折叠含量升高。     

热处理对蘑菇多酚氧化酶活性及结构的影响

以蘑菇多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）为原料,研究不同温度热处理对PPO活性的影响。选取不同温度（50、55、60、65 ℃）处理10 min后的PPO样液,应用圆二色光谱（circular dichroism,CD）和荧光光谱研究热处理对PPO二级结构和三级结构的影响。结果表明：在各温度下进行热处理的PPO活性均随着处理时间的延长逐渐降低,热处理温度越高抑制效果越明显;CD光谱表明热处理后的PPO二级结构发生了改变,主要表现在α-螺旋含量下降,β-折叠含量升高,而β-转角及无规卷曲含量则没有太大的变化;荧光光谱表明热处理后的PPO三级结构发生改变,表现在最大荧光发射峰发生了明显红移。     

槲皮素与6-O-α-D-麦芽糖-β-环糊精包合物的理化表征

采用相溶解度法研究6-O-α-D-麦芽糖-β-环糊精（6-O-α-D-maltosyl-β-cyclodextrin,Mal-β-CD）和β-环糊精（β-cyclodextrin,β-CD）对槲皮素的包合效果,利用溶剂法制备Mal-β-CD与槲皮素的包合物,借助紫外光谱分析、红外光谱分析、扫描电子显微镜、X射线衍射、热重及差示扫描量热联用等分析手段研究该包合物的理化性质,并采用分子对接法建立了该包合物的超分子结构。结果表明：Mal-β-CD包合槲皮素的能力高于母体β-CD。分子对接结果表明,槲皮素是沿Mal-β-CD的大口端方向进入其疏水空腔形成包合物,二者间是通过氢键相连接的。较之母体β-CD,Mal-β-CD与槲皮素的包合效果更好,且包合后槲皮素的物相发生重大变化,热稳定性提高。     

苦丁冬青苦丁茶中咖啡酰奎尼酸类物质与牛血清白蛋白的相互作用

从苦丁冬青苦丁茶中分离纯化得到了4 种咖啡酰奎尼酸（caffeoylquinic acids,CQA）：5-CQA、3,4-diCQA、3,5-diCQA和4,5-diCQA,并在模拟人体生理条件（pH 7.4,310 K）下,利用荧光光谱法分析4 种CQA与牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）的相互作用,使用修正后的Stern-Volmer方程与van’t Hoff方程探讨CQA-BSA之间的结合常数、结合位点数及热力学参数。结果表明：4 种CQA均能与BSA结合,从而导致BSA分子内部荧光发生猝灭,结合能力的大小顺序为3,4-diCQA＞3,5-diCQA＞4,5-diCQA＞5-CQA,说明咖啡酰基的增多提高了结合能力。热力学参数ΔH＞0、ΔS＞0和ΔG＜0,表明CQA与BSA主要靠疏水作用力结合,反应自发进行。此外,CQA的结合引起BSA 3D荧光光谱和同步荧光光谱的变化,表明两者之间的结合主要是通过与BSA中色氨酸和酪氨酸的作用而实现的。     

糖基化对β-乳球蛋白结构的影响

目的:考察还原糖以及活性二羰基化合物诱导的β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-lg)发生糖基化后结构的变化。方法:运用气相色谱法检测β-乳球蛋白+乳糖糖基化反应体系中二羰基化合物的产生,并通过紫外-可见分光光度法、圆二色谱法、体积排阻色谱法定性分析不同活性羰基引发糖基化反应对β-lg结构的改变。结果:β-乳球蛋白+乳糖糖基化反应体系可以迅速产生二羰基化合物,在125℃条件下,30 min后,丙酮醛和乙二醛含量高达207μg/g和180μg/g,而后逐渐减少并趋于稳定(150μg/g)。光谱学实验结果表明,还原糖以及活性二羰基化合物可以有效地诱导β-lg结构从β-折叠转变为α-螺旋;通过体积排阻色谱实验,β-lg加热糖基化后在120~190 min有新的产物色谱峰产生。结论:还原糖和活性二羰基化合物能有效地诱导β-lg糖基化反应,引起其蛋白二级结构的改变。     

荧光光谱法研究杆菌肽与溶菌酶的相互作用

利用荧光光谱法研究了杆菌肽与溶菌酶的相互作用。结果表明：杆菌肽能使溶菌酶的内源荧光发生猝灭。在不同温度下研究杆菌肽对溶菌酶的荧光猝灭作用,证明荧光猝灭机理属于二者形成复合物所引起的静态猝灭。利用Stern-Volmer方程处理实验数据,发现杆菌肽与溶菌酶具有1 个结合位点,并计算得到了不同温度下杆菌肽与溶菌酶的结合常数（KA）：3.60×105 （298 K）、1.90×105 （308 K）、4.51×104 L/mol（318 K）。通过计算热力学参数,可知杆菌肽与溶菌酶的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,且二者之间的主要作用力类型是静电作用。三维荧光光谱实验显示,杆菌肽的加入引起溶菌酶构象的变化,表现为蛋白质内部色氨酸残基所处微环境的疏水性降低。     

pH值对大豆11S球蛋白结构和表面疏水性的影响

采用Lowry法、8-苯氨基萘-1-磺酸铵盐（8-anilinonaphthalene-1-sulfonic acid ammonium salt,ANS）荧光探针法研究pH值对大豆11S球蛋白的溶解性和表面疏水性的影响,并利用圆二色光谱和荧光光谱对不同pH值条件下11S球蛋白二级结构和三级结构进行分析,为研究大豆蛋白结构与表面疏水性之间的构效关系提供理论基础。结果表明：除等电点外,大豆11S球蛋白溶解性和表面疏水性呈负相关,并且随着pH值的升高,大豆球蛋白二级结构中发生β-折叠和无规卷曲向α-螺旋的转变,三级结构中色氨酸（Trp）残基微环境极性降低。大豆球蛋白的表面疏水性与α-螺旋结构含量呈负相关。