光谱法研究高良姜素与人血清白蛋白的相互作用

在模拟生理条件下,采用荧光猝灭、同步荧光、三维荧光和圆二色谱,研究高良姜素与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用。结果表明:高良姜素对HSA有较强的荧光猝灭作用,且为静态猝灭,结合过程中氢键和范德华力起主要作用。不同温度下二者的结合常数(K_a)与结合位点数(n)分别为1.26×10~6L/mol、1.17(290.15 K),4.34×10~5L/mol、1.09(296.15 K),1.23×10~5L/mol、1.00(303.15 K),9.87×10~4L/mol、0.99(310.15 K)。同步荧光、三维荧光和圆二色谱显示高良姜素与HSA作用时更靠近色氨酸残基,使其周围的疏水性减弱,而对蛋白构象影响较小。     

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。     

基于荧光及紫外光谱法对红松种鳞多酚与乳清蛋白相互作用的研究

利用紫外-可见吸收光谱法和荧光光谱法,研究了红松种鳞多酚与乳清蛋白之间的相互作用及其作用方式。紫外-可见吸收光谱表明:红松种鳞多酚与乳清蛋白发生了相互作用并生成新的复合物,改变了蛋白质芳香族残基在空间结构中所处的微环境,诱导乳清蛋白的构象发生改变。荧光光谱表明:红松种鳞多酚对乳清蛋白有较强的荧光猝灭作用且猝灭类型为生成复合物的静态猝灭作用。通过计算得出在不同温度下其二者相互作用的表观结合常数(KA)分别为:1.111×104 L/mol(25℃),2.201×104 L/mol(30℃),6.206×104L/mol(35℃),对应的结合位点数(n)分别为:0.885、0.937、1.043。由热力学参数分析确定红松种鳞多酚与乳清蛋白间的相互作用反应是吸热过程,反应的主要作用力是疏水作用力。     

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。     

EGCG与乳清蛋白相互作用的光谱分析

探究表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)与乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)间的相互作用。测定不同pH值与不同离子浓度条件下WPI的紫外吸收光谱、导数光谱和荧光光谱,利用SternVolmer方程判断荧光猝灭机制,采用位点结合模型公式计算结合常数和结合位点数。结果表明,紫外吸收光谱和导数光谱结果显示EGCG改变了WPI中酪氨酸和色氨酸残基所处的微环境,使WPI的分子构象发生了变化。荧光光谱结果显示EGCG可以有规律地猝灭WPI的内源荧光,猝灭机理为静态猝灭,EGCG与WPI结合常数在pH 2.0~9.0范围内随pH的增大先减小后增大,在离子浓度0.10 mol/L^0.20 mol/L范围内随离子浓度的增大而增大,结合位点数约为1。EGCG与WPI间存在静电相互作用。     

花青素对大豆分离蛋白结构影响及其复合物抗炎能力

研究不同质量浓度花青素与大豆分离蛋白在碱性条件（pH?9.0）下的共价复合,通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE）、荧光光谱、圆二色光谱对复合产物的结构进行分析,并建立以脂多糖诱导的Raw264.7炎症细胞模型探究大豆分离蛋白对花青素抗炎能力的影响。结果表明,花青素质量浓度升高会导致大豆分离蛋白溶解度降低,主要猝灭机制为静态猝灭,二级结构中α-螺旋含量逐渐降低,β-折叠与无规则卷曲含量逐渐增加。当花青素质量浓度为1.000?mg/mL可通过SDS-PAGE观察到超大分子质量亚基的生成。大豆分离蛋白-花青素复合物剂量为200?μg/mL时,当复合物体系花青素的添加质量浓度大于0.167?mg/mL,可以明显降低细胞分泌肿瘤坏死因子TNF-α以及NO的浓度。     

表没食子儿茶素没食子酸酯和米糠蛋白的相互作用

采用荧光光谱和紫外-可见光谱法研究表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)和米糠蛋白(Rice bran protein,RBP)之间的相互作用。结果表明:EGCG对RBP有较强的荧光猝灭作用,为且动态和静态混合淬灭。EGCG与RBP在290、300、310 K时相互作用的表观结合常数分别为1.322 8×10~6、1.504 2×10~6、1.817 6×10~6 L/mol,对应的结合位点数分别为1.387 8、1.327 0、1.377 0。同步荧光光谱、紫外-可见光谱和三维荧光光谱表明EGCG主要影响RBP色氨酸残基空间结构的微环境,使其周围的疏水性下降。热力学参数表明EGCG与RBP结合的主要作用力为疏水相互作用。根据F?ster非辐射转移理论计算了不同条件下EGCG与RBP结合距离r为0.800 4 nm。建立了不同温度下EGCG与RBP结合率的理论模型,发现RBP的结合率随着EGCG浓度增大而减小,温度对两者的结合率无显著影响。     

色氨酸荧光猝灭法测定海带中碘离子

研究碘离子对色氨酸的荧光猝灭效应,旨在建立色氨酸荧光猝灭法测定海带中碘离子。在p H=6.0的磷酸缓冲液中,加入不同浓度的碘离子,测定色氨酸溶液的荧光光谱及强度的变化。试验表明,色氨酸具有释放荧光的特性,最佳激发和发射波长分别为223 nm和352 nm。碘离子对色氨酸的荧光具有猝灭作用。色氨酸浓度为10μmol/L时,碘离子对色氨酸的荧光猝灭呈线性关系,根据猝灭程度可计算出碘离子的浓度,该方法的检测限为1.64μmol/L。根据该方法检测了两种海带样品中的碘离子,其浓度为637μg/g干重(Laminaria japonica Aresch)和621μg/g干重(Saccharina japonica)。     

单宁酸对酪蛋白酸钠的作用方式分析

单宁酸能使食物中的蛋白质变成不易消化的凝固物质,影响人体对蛋白质的吸收利用,为了阐明二者之间的作用方式,实验利用差热-热重分析、傅里叶红外光谱和荧光光谱研究了单宁酸(Tannic acid,T)对酪蛋白酸钠(Sodium Caseinate,SC)结构的影响。红外光谱表明,酪蛋白酸钠和单宁酸相互作用后,其二级结构发生了改变,β-折叠和β-转角含量相应地减少,α-螺旋、无规则卷曲结构增多;荧光光谱说明,T的加入可以使SC的荧光发生静态猝灭,由荧光强度变化速率和单宁酸的浓度的双对数回归曲线得出了T和SC的结合常数KΛ=1.30×103 L/mol,结合位点数n=1.20;热重和差热分析表明,单宁酸-酪蛋白酸钠复合物(T-SC)的玻璃化温度升高了20℃,变性温度升高了86℃。分析实验结果:单宁酸的存在使酪蛋白酸钠分子链之间的作用力增大,链段移动受阻,形成更大的立体网状结构,稳定性增加。     

基于非共价键作用的山梨酸钾对植物蛋白荧光淬灭性能研究

利用荧光光谱研究了在不同温度下,山梨酸钾（PSS）分别与大豆分离蛋白（SPI）和小麦面筋蛋白（WG）在溶液中的相互作用特性,探讨了山梨酸钾对这两种植物蛋白的荧光猝灭机理,测定了它们之间反应的表观结合常数及结合位点数。结果表明,山梨酸钾与两种植物蛋白之间分别生成了新的复合物,属于静态荧光淬灭。其中,山梨酸钾与SPI之间的相互作用在281 K、291 K和303 K时的表观结合常数分别为1.58×104 L/mol、1.49×103 L/mol和1.11×102 L/mol,其对应的结合位点数分别为1.25、0.96和0.78,而山梨酸钾与WG之间的相互作用在281 K、291 K和303 K时的表观结合常数分别为2.90×104 L/mol、2.53×104 L/mol和5.50×104 L/mol,其对应的结合位点数分别为1.04、1.06和1.15。热力学数据分析表明山梨酸钾与SPI反应作用力主要是范德华力和氢键作用,而与WG反应作用力主要是疏水作用力和电子作用力。     

石榴皮中鞣花酸的抗衰老性能及机理研究

利用光谱法研究了石榴皮中鞣花酸的抗衰老性能和机理。首先,通过分光光度法考察了鞣花酸对DPPH·、·OH和·O2-等3种自由基的清除率和弹性蛋白酶抑制率,结果证明了鞣花酸抗衰老能力强。其次,以弹性蛋白酶为研究对象,利用光谱法探讨了鞣花酸对弹性蛋白酶的作用机理。结果表明,鞣花酸与弹性蛋白酶发生作用并形成络合物,当鞣花酸的质量浓度为4.57 mg/m L时,鞣花酸对弹性蛋白酶的抑制率高达88.26%。当鞣花酸浓度低于4.0×10-5mol/L时,其荧光猝灭机理主要是静态猝灭,鞣花酸浓度较高时动态猝灭所占比例增加。因此,鞣花酸可以作为天然自由基清除剂与弹性蛋白酶抑制剂应用于抗衰老化妆品中。     

双色量子点多层膜用于水环境中 微量汞离子的定量检测

目的建立水环境中微量汞离子的定量检测方法。方法 通过层层自组装法将表面带有负电荷的Cd Te量子点与聚电解质PDDA交替沉积在石英板上,成功制备出双色量子点多层膜。在该方法中Hg2+对Cd Te量子点有荧光猝灭作用,据此发展了一种直接检测Hg2+的新型双色Cd Te量子点多层膜传感器。结果 实验结果表明:当Hg2+浓度在1.0×10-9~1.0×10-5mol/L范围时,量子点多层膜的荧光强度与Hg2+浓度之间有良好的线性关系,检出限为2.5×10-10mol/L。结论 与传统Hg2+检测方法相比,双色Cd Te荧光量子点多层膜作为一种新型传感器,具有快速、简单、选择性高和灵敏度高等优点,有望应用于水环境中痕量Hg2+的定量检测与早期预警。     

矢车菊素-3-葡萄糖苷与四种乳蛋白相互作用的研究

采用荧光光谱法、傅里叶红外光谱法和圆二色谱法,研究矢车菊素-3-葡萄糖苷(cyanidin 3-O-glucoside,C3G)与α-酪蛋白、β-酪蛋白、乳清蛋白和β-乳球蛋白的相互作用。结果表明,C3G对上述四种乳蛋白都产生了荧光静态猝灭作用,在溶液中C3G与乳蛋白相互结合摩尔比约为1:1,且由热力学参数判定C3G与α-酪蛋白结合的分子间作用力为氢键与范德华力,而与β-酪蛋白、乳清蛋白和β-乳球蛋白结合主要靠静电引力。通过比较C3G与α-酪蛋白、β-酪蛋白、乳清蛋白和β-乳球蛋白相互作用的荧光猝灭率(84%、74%、77%、75%);温度分别为298、318、338 K时的结合常数(423.448、362.994、28.655×104 L/mol;9.524、8.056、8.308×104 L/mol;9.262、6.940、7.889×104 L/mol;30.440、11.830、17.262×104 L/mol);结合距离(2.17、2.66、2.18、2.19 nm),由此得出α-酪蛋白与C3G结合最紧密。傅里叶红外光谱和圆二色谱分析显示,C3G的加入使得α-酪蛋白的α-螺旋增加,β-折叠和转角降低;β-酪蛋白的α-螺旋、β-折叠和转角均增加;乳清蛋白的α-螺旋、β-折叠和转角均无明显变化;β-乳球蛋白的α-螺旋降低,β-折叠和转角增加。C3G对四种乳蛋白均有较强的结合能力,可以使其构象发生变化。     

淀粉/聚丙烯酸/大豆蛋白三元复合物形成过程的光谱学研究

基于荧光光谱和共振光散射光谱（RLS）并结合UV紫外光谱研究了可溶性淀粉、大豆分离蛋白（SPI）以及聚（丙烯酸）（PAA）在溶液中形成三元非共价复合物的过程,并考察了其热稳定性能。荧光实验结果表明SPI和淀粉可以分别与PAA发生相互作用,其相应的表观结合常数分别为2.02×105和2.16×103 L/mol。当PAA加入到SPI／淀粉溶液,不仅会导致体系最大荧光发射波长和荧光强度的变化,而且也产生一个较为明显的荧光等同发射点,这表明三者之间形成了一个新的三元复合物。UV 和RLS的实验结果也说明了淀粉、聚丙烯酸以及大豆蛋白是形成三元复合物的基本结构单元,并通过彼此间的相互作用结合在一起。此外,通过RLS技术研究了三元复合物的热稳定性,并基于RLS数据计算了其热降解动力学参数,从而进一步证实了三元复合物的形成以及PAA在三元复合物形成过程的作用。     

二氢杨梅素对鲢鱼肌球蛋白理化性质及蛋白构象的影响

目的 探究二氢杨梅素对鲢鱼肌球蛋白理化性质及蛋白构象的影响机制,以及不同浓度二氢杨梅素对鲢鱼肌球蛋白的作用效果。方法 向鲢鱼肌球蛋白溶液中加入不同浓度的二氢杨梅素储备液,使溶液中的二氢杨梅素浓度为1×10-5、2×10-5、3×10-5、4×10-5、5×10-5 mol/L,并设对照组(二氢杨梅素浓度为0 mol/L)。测定蛋白溶解度、浊度、总巯基含量的变化,检测混合液的傅里叶变换红外光谱、近紫外吸收光谱与内源荧光光谱。结果 鲢鱼肌球蛋白溶液添加二氢杨梅素后的混合液相较于对照组,蛋白溶解度先升高后降低,蛋白聚集程度显著提升,总巯基含量先升高后降低。傅里叶变换红外光谱在1700~1600 cm-1与1600~1500 cm-1两个波长区间出现最高的吸收峰,峰的位置略有蓝移,侧链基团受到二氢杨梅素的影响,二级结构发生改变。内源荧光光谱的最大吸收峰位置发生红移,近紫外吸收光谱的酪氨酸与色氨酸吸收峰位置略有红移,三级结构发生改变。综合考虑二氢杨梅素对鲢鱼肌球蛋白理化性质、凝胶特性的影响与添加成本,二氢杨梅素的最佳添加量为4×10-5 mol/L。结论 添加二氢杨梅素可以改善鲢鱼肌球蛋白的溶解度、聚集程度、疏水性与凝胶特性,通过其与肌球蛋白相互作用,进而改变肌球蛋白的蛋白构象。     

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。