香菇素与β-酪蛋白的相互作用研究

目的 研究β-酪蛋白与风味物质香菇素相互作用的具体机制, 阐明相互作用对β-酪蛋白结构及微环境产生的影响。方法 构建香菇素-β-酪蛋白互作模型体系, 经荧光光谱法、紫外-可见分光光度法、圆二色光谱、等温滴定及气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法对香菇素与β-酪蛋白的相互作用进行检测分析。结果 气相色谱-质谱法检测结果表明, β-酪蛋白对香菇素起到显著缓释的作用, 光谱法检测结果及等温滴定结果表明, β-酪蛋白和香菇素的结合主要由疏水相互作用驱动, 热量变化焓值(ΔH)为7.25 kJ/mol, 熵值(ΔS)为113.20 J/(mol·K)。结论 香菇素与β-酪蛋白发生了疏水相互作用。在相互作用过程中, β-酪蛋白发生了静态荧光淬灭, 紫外光谱蓝移以及β-酪蛋白甲基化位点的改变证明了相互作用影响了β-酪蛋白的结构以及微环境极性。     

基于多重光谱技术的木糖醇与牛乳酪蛋白相互作用及对酪蛋白结构的影响

综合利用荧光光谱法、傅里叶变换红外光谱法和圆二色谱法等多种先进光谱技术研究木糖醇与牛乳酪蛋白的相互作用以及对牛乳酪蛋白二级结构及功能性质的影响。荧光光谱表明,木糖醇对牛乳酪蛋白具有较强的荧光猝灭效应,猝灭机理属于静态猝灭,生成了新的复合物,二者在300、310 K和320 K时相互作用的结合常数分别为5.326×106、2.600×106 L/mol和2.160×106 L/mol,对应的结合位点数分别为1.513、1.452和1.422,主要作用力为静电引力,可能会有疏水作用力,结合距离为3.564 nm;同步荧光光谱和三维荧光光谱的结果表明,二者的相互作用位点更接近于色氨酸,其周围微环境的疏水性增强,使酪蛋白的分子构象发生改变;傅里叶变换红外光谱和圆二色谱的结果表明,木糖醇改变了牛乳酪蛋白的二级结构,使其α-螺旋结构相对含量增加,无规卷曲结构相对含量减少,结构变得更加紧密;结构的变化导致酪蛋白的乳化活性降低,乳化稳定性升高,表面疏水性降低。研究结果为功能性乳基料的开发提供了理论依据。     

表没食子儿茶素没食子酸酯和小米谷糠蛋白的相互作用研究（网络首发、推荐阅读）

采用内源荧光光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱和紫外-可见光谱法研究表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechin gallate,EGCG）和小米谷糠蛋白在模拟人体生理状态条件下的相互作用。结果表明：EGCG可以大幅度淬灭小米谷糠蛋白的内源荧光,淬灭机制为静态和动态混合淬灭; 同步荧光光谱、紫外-可见光谱和三维荧光光谱表明EGCG影响小米谷糠蛋白肽链骨架结构和芳香族氨基酸残基的微环境;同步荧光结果表明EGCG主要影响色氨酸残基周围微环境,降低其周围微环境疏水性。在290、298、310 K时,EGCG与小米谷糠蛋白相互作用的表观结合常数（KA）为8.691 6×104、1.317 0×106、7.868 6×106 L/mol,对应的结合位点数(n)为1.084 8、1.300 9、1.489 3。热力学参数表明EGCG与小米谷糠蛋白以疏水相互作用结合形成复合物。根据Föster非辐射转移理论计算了EGCG与小米谷糠蛋白结合距离（r）为2.341 8 nm;构建了EGCG与小米谷糠蛋白在不同温度条件下结合率的理论模型,表明随着EGCG浓度增大,两者的结合率逐渐减小,温度变化影响两者的结合率。     

卵白蛋白与油酸相互作用的光谱学分析

运用荧光光谱、同步荧光光谱、傅里叶变换红外光谱和圆二色谱研究卵白蛋白与油酸相互作用的方式及机理。结果表明,油酸与卵白蛋白相互作用导致卵白蛋白荧光猝灭,猝灭方式由动态猝灭（未加热处理）转变为静态猝灭（加热处理）,其相互作用力为疏水作用和氢键,且随着油酸浓度的增大,相互作用力增强。与油酸相互作用后,卵白蛋白酪氨酸残基和色氨酸残基的荧光光谱蓝移,α-螺旋和β-转角的含量减少,β-折叠含量增加;而无规卷曲的含量增大（油酸与卵白蛋白物质的量比为10∶1）。综上所述,油酸与卵白蛋白间通过疏水作用和氢键发生相互作用,导致卵白蛋白二级结构发生变化。     

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。     

光谱分析结合分子对接研究原花青素与玉米醇溶蛋白的相互作用

在自由基清除活性分析的基础上,采用紫外光谱法、荧光光谱法以及分子对接研究了原花青素(Procyanidins,PC)和玉米醇溶蛋白(Zein)之间的相互作用。自由基清除的研究显示,PCZein复合溶液的自由基清除效果显著低于未包载的PC溶液,表明Zein可与PC结合,从而起到保护作用。紫外光谱分析显示,PC的加入使Zein的二级结构发生了改变。荧光光谱分析表明PC对Zein的内源荧光有猝灭作用,其猝灭机制为静态猝灭,且二者之间至少形成了1个结合位点;根据Vant’Hoff方程分析结果显示,PC和Zein可自发通过氢键和疏水相互作用结合。分子对接结果显示,10种原花青素(儿茶素、表儿茶素、表没食子酸儿茶素、原花青素B2、原花青素A2、原花青素B3、原花青素B4、表阿尔夫儿茶精、原花青素A1、原花青素B1)与Zein之间都能形成结合能较低、构象较为稳定的物质,且原花青素A2与Zein之间结合能最低;对结合模式进一步分析发现,原花青素A2和Zein之间主要依靠氢键和疏水相互作用连接,这与光谱分析结果一致。研究结果有助于阐明PC与Zein的作用机制,为酚类物质的蛋白质载体研发提供参考依据。     

黄酮“落新妇苷”与牛血清白蛋白相互作用研究

通过荧光法研究了落新妇苷与牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)之间的相互作用。考察了温度、BSA浓度、及常见离子对二者相互作用的影响。结果表明,落新妇苷具有较强的淬灭BSA内源荧光的能力,其淬灭机制为静态淬灭,表明二者可发生相互结合。计算了二者结合的热力学参数包括结合常数、焓变、熵变及自由能变化。结果表明,二者结合常数随温度的升高而缓慢增大,焓变及熵变均为正值说明疏水作用力在两者的相互作用中发挥重要的作用。Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、SO_4~(2-)及NO_2~-等常见离子对落新妇苷与BSA相互作用的影响很小。同步荧光光谱研究表明落新妇苷会使BSA色氨酸残基附近疏水环境的极性增大。     

光谱法及分子模拟分析大豆皂苷II与牛血清白蛋白的相互作用

采用内源荧光光谱、圆二色光谱以及分子模拟表征了大豆皂苷Ⅱ与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。内源荧光光谱显示,大豆皂苷Ⅱ使BSA最大发射波长略微蓝移且出现荧光猝灭,色氨酸残基的微环境疏水性增加,蛋白质分子构象发生改变;大豆皂苷Ⅱ也使BSA的圆二色光谱负椭圆率下降,肽链伸展,改变了BSA的二级结构。计算机模拟分子对接显示了两者稳定的结合,大豆皂苷Ⅱ的阿拉伯糖基及鼠李糖基与BSA形成氢键作用,参与其中的重要氨基酸有Asp108、Asp111、Arg144和Arg458,皂苷的三萜烯部分则伸进由15个氨基酸残基构成的疏水腔中形成疏水相互作用。     

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。     

发酵对酸肉蛋白质结构的影响

以猪背最长肌为原料制备酸肉,研究蛋白质结构在发酵中的变化。结果表明,随发酵时间延长,蛋白质静电作用力逐渐减弱,疏水相互作用和二硫键作用显著增强后呈小幅度波动变化。蛋白紫外吸收结果显示,肌原纤维蛋白芳香族氨基酸残基偏向更加疏水的环境移动,肌浆蛋白酪氨酸、色氨酸残基微环境极性增加。内源荧光图谱显示,荧光强度总体呈下降趋势且相对发酵0 d时发生红移,表明色氨酸发生了氧化降解,其残基主要暴露到极性环境中。拉曼光谱分析表明,随发酵进行,蛋白质α-螺旋减少,β-折叠增多,发酵110 d酸肉蛋白二级结构可能发生了重排现象。结果表明长时间发酵可使酸肉蛋白质二级结构和三级结构发生变化,这些变化可从蛋白质结构水平上解释发酵对酸肉品质的影响。     

橙皮苷、柚皮苷与酪蛋白相互作用机制比较分析

采用荧光光谱、同步荧光光谱结合热力学参数分析及分子对接比较研究酪蛋白（casein,CA）与橙皮苷（hesperidin,HES）及柚皮苷（naringin,NAR）之间的相互作用及机制,结果表明：两种多酚对CA的猝灭均为静态猝灭,但HES对CA的荧光猝灭效果及结合亲和力较强,且CA与HES的结合位点数较多。热力学参数证明CA与HES、NAR的结合均为以疏水作用力为主的自发反应。同步荧光光谱显示,两种多酚的加入引起了CA氨基酸内部疏水环境的改变。分子对接进一步证实,两种多酚与CA的结合主要以疏水作用力为主,但HES与CA间存在更多的氢键作用,并使HES与CA之间结合得更为稳定。本研究可为多酚与蛋白质间的相互作用研究以及CA作为黄酮类多酚载体的可行性提供参考依据。     

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。     

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。     

β-乳球蛋白与黑米花色苷的相互作用

从荧光光谱、同步荧光光谱、紫外-可见光谱、抗氧化能力和分子对接等方面,研究黑米花色苷(black rice anthocyanin,BRA)与β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-LG)在模拟生理条件下的相互作用。结果显示,BRA对β-LG具有较强的荧光猝灭,猝灭方式为静态猝灭,说明二者发生相互结合,同时计算了结合位点数和结合常数,热力学参数表明疏水作用力为其主要的作用力;根据非辐射能量转移理论,结合距离r为3.14 nm。同步荧光光谱结果显示,BRA与β-LG的相互作用影响乳球蛋白的构象,但不影响色氨酸和酪氨酸的微环境;分子对接结果显示BRA中的主要成分矢车菊-3-O-葡萄糖苷与β-LG的结合主要是疏水作用力,该结果与热力学参数分析结果相一致。     

不同带电特性的壳聚糖/酪蛋白相互作用研究

为了建立多糖的带电特性与蛋白质复合体系的关系,以壳聚糖(CS)和酪蛋白为试验对象,通过荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法、傅里叶红外吸收光谱法及流变黏态分析法研究CS与酪蛋白的复合机制及流变特性.结果表明:荧光光谱中,CS对酪蛋白的猝灭方式是静态的.在温度303 K和313 K条件下,高脱乙酰度壳聚糖(HDCS)的结合位...     

Mechanistic and conformational studies on the interaction of food dye amaranth with human serum albumin by multispectroscopic methods

The mechanism of interaction between food dye amaranth and human serum albumin (HSA) in physiological buffer (pH 7.4) was investigated by fluorescence, UV–vis absorption, circular dichroism (CD), and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. Results obtained from analysis of fluorescence spectra indicated that amaranth had a strong ability to quench the intrinsic fluorescence of HSA through a static quenching procedure. The negative value of enthalpy change and positive value of entropy change elucidated that the binding of amaranth to HSA was driven mainly by hydrophobic and hydrogen bonding interactions. The surface hydrophobicity of HSA increased after binding with amaranth. The binding distance between HSA and amaranth was estimated to be 3.03 nm and subdomain IIA (Sudlow site I) was the primary binding site for amaranth on HSA. The results of CD and FT-IR spectra showed that binding of amaranth to HSA induced conformational changes of HSA.     

分子对接和光谱法研究原儿茶醛和阿魏酸与牛血清白蛋白的互作机理

采用光谱法和分子对接技术分别研究原儿茶醛（protocatechuic aldehyde,PCA）和阿魏酸（ferulic acid,FA）与牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）的相互作用,同时比较PCA和FA分别与BSA的结合能力,从而揭示其相互作用机理,为其在食品领域的广泛应用提供实验依据。结果表明：PCA和FA主要靠氢键和范德华力与BSA形成稳定的复合物,由于ΔG小于0,所以此过程可自发进行;与FA相比,PCA与BSA之间的结合能力更强,PCA和FA与BSA各自均只有1 个位于Trp213残基附近IIA结合域和IIIA结合域之间疏水空腔中的结合位点,其最终导致BSA的内源荧光发生静态猝灭。此外,310 K时PCA与BSA相互作用的Ka值大于FA与BSA结合的Ka,其对应关系为9.005×105 L/mol＞2.553×105 L/mol;分子对接结果显示PCA比FA距离BSA的Trp213残基更近,其对应关系为0.512 nm＜0.518 nm,推测可能是因为PCA极性强于FA,所以PCA更容易与BSA结合。     

水牛奶酪蛋白胶束结构的荧光光谱研究

利用内源荧光团色氨酸（Trp）和外源荧光探针8-苯胺基-1-萘磺酸（8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid,ANS）的荧光特性对水牛奶酪蛋白胶束结构进行研究。结果表明：当蛋白质质量浓度较低时,酪蛋白胶束结构变化不明显,而较高的蛋白质质量浓度会破坏其胶束结构,使其疏水基团暴露;此外,在离子强度较大、pH值较低条件下,对酪蛋白胶束结构影响较大,使酪蛋白疏水基团暴露,酪蛋白微球先膨胀后聚集并形成酪蛋白胶束。     

基于光谱法研究异细交链孢菌酮酸半抗原-抗体的相互作用

本文采用紫外可见光谱(UV-Vis)、荧光光谱和圆二色谱(CD)技术研究了异细交链孢菌酮酸单克隆抗体(Mc Ab)与其半抗原(Ite AH)之间的相互作用并用ELISA方法对荧光结果进行了验证。结果表明,ITe AH对Mc Ab有荧光猝灭作用,淬灭机理主要为静态猝灭且遵循非辐射能量转移理论。在298、310、318 K 3个温度下,ITe AH与Mc Ab的结合常数分别为1.9×106、1.6×106、1.4×106 L/mo L,结合位点数n≈1,结合距离r为3.35 nm,经ELISA测得的结合常数与荧光分析的结果较一致。由结合作用过程的热力学参数可知,两者之间以静电引力为主要作用力,不同p H下,由ELISA结果可推测其影响了ITe AH与抗体结合。同步荧光光谱显示ITe AH的加入并未使抗体的酪氨酸和色氨酸残基附近的微环境发生明显改变,两者的结合位点更倾向于酪氨酸残基,圆二色谱分析发现ITe AH与Mc Ab相互作用后,抗体的二级结构发生明显变化。