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利用可见光响应性肽骨架光开关调控蛋白质-蛋白质相互作用
摘要： 生命依赖于一系列精心协调的过程，其中蛋白质及其直接相互作用最终决定了细胞功能和疾病发生。近年来，对这些复杂互作的调控引起了关注，甚至被视为一种新型治疗策略。本文我们描述了两种基于偶氮苯衍生物的可见光响应肽骨架光开关的合成与表征，用于实现对蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）的光学控制。这种新型拟肽分子在交替蓝/绿光照射循环下能快速异构化并具有可逆性，且光化学疲劳度低。两者均以纳摩尔级亲和力结合目标蛋白。值得注意的是，最佳拟肽异构体在蛋白结合能力上表现出显著差异，进而通过破坏PPI抑制酶活性的潜力也有所不同。此外，晶体结构测定、分子对接和分子动力学计算提供了分子层面的解释，为未来光控PPI调节剂的设计与合成开辟了新途径。
关键词： 蛋白质-蛋白质相互作用、光药理学、可见光照射、偶氮苯、光开关
更新于2025-11-21 11:20:42
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通过改进的FRET/FLIM分析方法测量活细胞中转录因子Nrf2与其负调控因子Keap1的相互作用
摘要： 转录因子NF-E2相关因子2（Nrf2）及其主要负调控蛋白Kelch样ECH相关蛋白1（Keap1）构成了一套分子效应与传感系统，通过协调全面的细胞保护程序，对细胞氧化还原稳态的扰动作出强效响应。在稳态条件下，Nrf2是一种短寿命蛋白，会被靶向泛素化及蛋白酶体降解。当遇到亲电试剂、氧化剂或促炎刺激时，Keap1中的半胱氨酸传感器会发生化学修饰，导致其无法靶向降解Nrf2，进而使该转录因子积累并增强细胞?；せ虻淖肌Ｋ淙煌ü嘀痔逋庀低骋焉钊虢馕隽薔rf2与Keap1的蛋白互作关系，但能在活细胞环境中评估这些互作的检测方法却很少。我们先前开发了基于成像的FLIM/FRET技术来可视化和测量单细胞中Nrf2与Keap1的相互作用。本研究旨在改进该方法以提高通量与精度，并降低细胞间差异性。为消除方向偏倚可能性，我们在Keap1与FRET受体荧光蛋白标签间引入了柔性连接肽；为确保Nrf2-FRET供体荧光蛋白标签的正确成像，采用sfGFP作为FRET供体使其成熟时间与内源性Nrf2半衰期匹配。全局分箱法提升了检测通量，而分析过程中纳入实测仪器响应函数则提高了精度。应用该方法发现结果与受体表达水平存在强共变关系，通过考虑受体水平可规避细胞间差异性，从而增强活细胞中Keap1-Nrf2相互作用测量的灵敏度。
关键词： FRET（荧光共振能量转移）、活细胞成像、荧光寿命、FLIM（荧光寿命成像显微镜）、sfGFP（超折叠绿色荧光蛋白）、蛋白质-蛋白质相互作用、全局合并、Keap1（Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1）、仪器响应函数、Nrf2（核因子E2相关因子2）
更新于2025-11-21 11:08:12
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亲水性蛋白偶联量子点的双光子光学特性得以保留
摘要： 采用波长范围为700-1000纳米的可调谐飞秒激光系统，通过双光子激发发射技术，在宽光谱范围内研究了蛋白质偶联胶体CdSe量子点的非线性光学特性。对于粒径2.9纳米的亲水性CdSe量子点，其双光子吸收截面σ2的最大值为4505 GM，而在900纳米波长处测得双光子激发作用截面σ2·QY为0.101 GM。这些以分子量归一化的非线性吸收截面值，可用于比较所研究量子点与各类纳米体系或有机染料的非线性特性。这类覆盖亲水性胶体量子点的蛋白质特性，有望应用于非线性生物成像领域。
关键词： 亲水化、半导体量子点、非线性光学特性、纳米光子学、蛋白质
更新于2025-11-20 15:33:11
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利用偏振激发发射矩阵（pEEM）光谱和PARAFAC研究免疫球蛋白G的本征态荧光发射
摘要： 利用各向异性分辨多维发射光谱技术(ARMES)可提升蛋白质结构分析中的内源荧光光谱(IFS)测量效果。该技术通过结合各向异性测量与化学计量学分析，旨在解决色氨酸(Trp)与酪氨酸(Tyr)的谱重叠问题并解析发光组分。本研究首次采用偏振激发-发射矩阵(pEEM)测量与平行因子(PARAFAC)分析法，对天然状态兔免疫球蛋白G(rIgG)的内源荧光特性进行研究。由于存在福斯特共振能量转移(FRET)，蛋白质IFS属于非三线性系统，内滤效应和瑞利/拉曼散射也会导致非三线性（二者可通过数据预处理校正），但IFS中的FRET效应无法消除，因此我们重点评估了不同预处理方法对PARAFAC分析IFS数据的影响。需特别注意数据预处理与插值操作——它们会影响PARAFAC建模及最终获得的各向异性值，其根源在于瑞利散射残余散粒噪声与发射光谱蓝边的重叠。在15-35℃温度范围内采集解冻rIgG溶液的pEEM光谱，预期该温区能引发足够发射变化以实现组分解析而不造成显著结构改变。但实际仅观察到热运动诱导猝灭导致的整体强度变化，该现象通过PARAFAC得分得到验证。PARAFAC从归一化pEEM数据中解析出占主导地位的单一组分(>99%)（包含偏振与非偏振发射数据），主要反映Tyr向Trp的异质FRET过程；另存在极微弱组分(<1%)可能源自直接激发的Trp发射。归一化pEEM数据的PARAFAC得分显示极小变化，进一步证实结构改变可忽略。本研究为应用PARAFAC分析IgG类蛋白质IFS（包括变性、聚集等重要过程）奠定了基础。
关键词： 多维、荧光、平行因子分析、各向异性、蛋白质、光谱学、免疫球蛋白G
更新于2025-11-14 15:32:45
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[IEEE 2018年第40届国际医学与生物工程学会年会(EMBC) - 美国夏威夷檀香山(2018年7月18日-2018年7月21日)] 2018年第40届国际医学与生物工程学会年会(EMBC) - 利用反射式近红外光谱技术无创监测急性屏障破坏期间人体角质层的分子变化
摘要： 角质层是皮肤最外层的屏障功能部分。角质层功能障碍与痤疮、特应性皮炎和银屑病等多种皮肤病相关。在发达国家，约20%的人群存在角质层屏障功能异常。胶带剥离法是研究角质层障碍时破坏皮肤屏障功能的常用方法。本研究获取了胶带剥离后人皮肤的近红外（NIR）光谱，通过光谱主成分分析（PCA）探究了屏障破坏后的皮肤光谱变化。PCA分析显示，-NH伸缩峰和-CH振动峰是导致屏障破坏光谱变异的主要贡献者。此外，光谱二阶导数分析表明，急性屏障破坏会引起与角质层蛋白质二级结构、脂质及脂质相关水区域相关的光谱变化。我们证实急性屏障破坏会影响近红外光谱特征，这些光谱变化揭示了急性屏障破坏对人类角质层角蛋白和神经酰胺的影响。结果表明，近红外光谱技术可用于监测角质层纤维网络和层状结构的变化。通过追踪角质层蛋白质和脂质结构的紊乱情况，该技术能为研究屏障破坏相关皮肤病提供无创检测手段。
关键词： 蛋白质、屏障破坏、角质层、胶带剥离、水、近红外光谱、脂质
更新于2025-11-14 15:14:40
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无表面活性剂荧光铜纳米簇对铁(III)-生物分子的传感检测
摘要： 无表面活性剂稳定的铜纳米团簇（sf-CuNCs）在无需外源稳定剂条件下合成，其相对暴露的表面更易与生物分子耦合，有望成为理想的荧光生物传感器。本文研究表明，sf-CuNCs对铁(III)-生物分子（血红素、细胞色素C和铁蛋白）具有高效荧光传感性能。虽然与其它包覆型CuNCs相比，sf-CuNCs对水相Fe3+的传感较弱（Stern-Volmer常数KSV为3.0×103 M?1，检测限LOD达2 μM），但在Fe(III)-生物分子存在时传感能力显著提升：细胞色素C、血红素和铁蛋白的KSV（LOD）分别为5.3×10? M?1（0.8 μM）、9.0×10? M?1（68 nM）和1.6×10? M?1（16.50 nM）。通过时间分辨荧光、zeta电位及透射电镜（TEM）等手段深入探究了猝灭机制，发现荧光猝灭源于Fe3+与CuNCs的配位作用——该过程改变sf-CuNCs的zeta电位并引发团聚。值得注意的是，强螯合剂兼还原剂维生素C可通过将Fe(III)还原为Fe(II)并促使CuNCs团聚体解离，使荧光猝灭、zeta电位及团聚现象完全逆转，从而恢复荧光强度。由于该传感主要依赖与Fe3+的配位形成，sf-CuNCs表面缺乏配体虽不利于水相Fe3+的猝灭，却更利于与生物分子的结合。
关键词： 铁感应、铜纳米团簇、蛋白质、透射电子显微镜、荧光
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于二氧化硅包覆Fe3O4超粒子纳米复合材料的红外IgG免疫分析法
摘要： 本文描述了一种可靠、快速且超灵敏的免疫测定方法，用于检测免疫球蛋白G（IgG）。该方法利用包覆二氧化硅并作为红外（IR）探针的生物功能化磁铁矿（Fe3O4）超粒子。源自Si-O-Si桥不对称伸缩振动的横向和纵向声子模式所具有的独特红外指纹信号，对环境光学干扰表现出良好的抗性。采用Fe3O4超粒子而非纳米颗粒作为磁核，确保了可控的结构和强磁响应性，这不仅便于通过磁体实现探针的高效纯化，还能减轻液-固界面间的界面阻力。使用金涂层基底固定羊抗人IgG抗体，待测物（人IgG）与红外探针孵育后，在外磁场辅助下被基底固定的抗体捕获。选择1250 cm?1至900 cm?1区间红外吸收带的积分面积进行定量分析，其检测限达95 fM，较无磁场条件提升两个数量级，检测时间从2小时缩短至1分钟。该免疫测定法展现出高选择性、特异性及长期稳定性，血液样本检测结果证实了该方法的实用性。
关键词： 分子振动、红外光谱、核壳结构、夹心免疫分析法、自组装、蛋白质、血液、超顺磁性、磁珠
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过静态光散射研究高浓度单克隆抗体溶液的蛋白质-蛋白质相互作用及其对粘度的影响
摘要： 设计和配制单克隆抗体（mAb）以减少高浓度下的吸引相互作用，对蛋白质加工、稳定性和给药（尤其是皮下注射时常见的高粘度挑战）至关重要。通过静态光散射（SLS）测定了IgG1和IgG4单克隆抗体从低到高浓度下的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）强度，并据此解析粘度数据。采用NaCl和五种有机离子共溶剂调节PPI强度?；赟LS数据，通过归一化结构因子S(0)/S(0)HS和Kirkwood-Buff积分G22/G22,HS（HS=硬球模型）量化PPI强度，同时采用（1）球形Yukawa势和（2）相互作用硬球（IHS）模型（通过假设寡聚体描述吸引力）进行拟合。对于相互作用更强的体系（mAb和/或共溶剂），IHS模型比球形Yukawa势更能准确捕捉散射行为。针对每种PPI表征指标，在给定mAb的高浓度（200 mg/mL）粘度与低浓度（20 mg/mL）及同浓度（200 mg/mL）的相互作用强度之间均呈现线性关联。但唯一能跨两种mAb建立相关性的参数是IHS模型中的寡聚体质量比（moligomer/mmonomer+dimer），这表明自缔合作用（除吸引性PPI的直接影响外）对粘度具有重要影响。
关键词： 蛋白质-蛋白质相互作用、静态光散射、共溶质、单克隆抗体、粘度、相互作用硬球模型、汤川势
更新于2025-09-23 15:23:52
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单分子荧光光谱和硫黄素T荧光检测法揭示α-突触核蛋白突变体对脂质结合与聚集的不同影响
摘要： 目前已知有六个α-突触核蛋白点突变与家族性帕金森综合征相关：A30P、E46K、H50Q、G51D、A53E和A53T。我们通过全面的体外分析研究了所有α-突触核蛋白突变对脂质结合及聚集行为的影响。结果显示：A30P的脂质结合能力显著降低，G51D中度减弱，其他突变体仅有极轻微下降。A30P特别容易形成金属离子诱导的寡聚体，而A53T仅表现出微弱的寡聚倾向。相反，H50Q、G51D和A53T快速形成纤维，A30P则形成缓慢，表明易形成寡聚体的突变体形成纤维的倾向较低。铁离子存在时野生型α-突触核蛋白、A30P和A53T的纤维形成均受抑制的现象支持该结论。此外，我们发现A30P或A53T与野生型α-突触核蛋白混合物的聚集动力学由聚集更快的变体决定。这些结果表明分子层面存在差异机制参与α-突触核蛋白病理过程，这可能有助于深入理解帕金森病发病机制，并为制定预防策略和疾病修饰治疗提供潜在关联。
关键词： 突触核蛋白病，α-突触核蛋白（α-Synuclein），帕金森病，蛋白质-脂质相互作用，蛋白质聚集，突变体
更新于2025-09-23 15:23:52
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一种双链DNA激活的荧光团，用于通过结合介导的DNA保护监测蛋白质-配体相互作用
摘要： 由于蛋白质-配体相互作用在细胞功能、生命活动、药物筛选和疾病治疗中具有重要作用，开发高效的监测方法至关重要。本研究受我们先前关于DNA构象选择性荧光指示剂研究的启发，基于结合介导的DNA?；ぷ饔煤退碊NA激活荧光团乙基-4-[3,6-双(1-甲基-4-乙烯基吡啶碘)-9H-咔唑-9-基)]丁酸酯（EBCB），开发了一种新型传感平台用于监测蛋白质-配体相互作用并检测蛋白质活性。我们将配体有目的地连接在发夹型DNA探针的3'末端，使其能选择性结合目标蛋白并?；NA免受外切酶III的切割。凭借EBCB卓越的DNA构象区分能力，可通过其荧光变化有效监测蛋白质-配体相互作用。当目标蛋白存在时?；さ姆⒓蠨NA会产生高荧光信号，而非目标蛋白存在时则呈现显著较低的信号。结果表明，该策略在监测蛋白质-配体相互作用和检测蛋白质活性方面具有高选择性、较高灵敏度等突出优势。我们认为这些发现将为应用双链DNA激活荧光团EBCB作为DNA构象转变介导的生化传感有效信号转换器奠定基础。
关键词： DNA?；ぁ⒌鞍字?配体相互作用、双链DNA激活荧光团、荧光检测
更新于2025-09-23 15:23:52