圆二色光谱CD课件

圆二色光谱

CircularDichroism(CD)洪远凯ourse/biophysics/cover.htm1.什么是圆二色谱?旋光色散谱2.圆二色谱在生物,医学研究中的应用产生,特征,WhatisaLight?

1888年,Hertz,光波-电磁波日月之辉16世纪,Newton,光谱17世纪,Huggens,偏振光1881年,Biot,石英能使偏振光的偏振面旋转,

电气石圆二色性UVmPlane(linearly)polarizedlightChiral椭圆偏振光mOpticallyActiveSamplem？XY线偏振光XYEx=E0

cosωtEy=E0

cos(ωt-/2)Ex2+Ey2

=E02Ex=E0

cosωtEy=E0

cos(ωt+/2)频率相同,方向相反振幅相同、相位不同线偏振光2参照面1yy’axx’RL椭圆偏振光频率相同,方向相反振幅不同、相位不同参照面21yy’axx’RL=tg-1[(|El–Er

|)/(El+Er

)]参照面12=(2-1)/2椭圆偏振光OpticallyActiveSampleChiralPlane(linearly)polarizedlightRightandLefthandcircularlypolarizedlightPreferentialabsorptionoflefthandpolarized?振动方程E=E0

cos(ωt+φ0)Ex=E0

cos[ω(t-L/v)+φ0]波动方程Ex=Eo

cos[ωt-(2L/λ)n+φ0]

OrωL/v=2L

n/c0=2/λLn圆二色性与振幅

A=lgI0/I=(1/2,303)lnI0/I=εCLBeer-LanmbertLaw

=2.303A/4(弧度)ΔA=AL-

AR=Δε

C

LLOpticalactiveobjectEx=E0

cos[ωt-(2L/λ)n

+φ0]

?旋光色散与位相?Opticalactiveobject

nl

nr=(L

/λ)n(弧度)Dn=nl-nr

ΔΦ=(2

L

/λ)ΔnLEx=E0

cos[ωt-(2L/λ)n+φ0]

ORD(opticalrotatorydispersion)平均残基旋光度[m]lthemeanresiduerotation[m]l

=[a]l[MRw/100]C:g/mL

L

:dmMw:molecularweightMRw:themeanresidueMw比旋光度[]l

thespecificrotation摩尔比旋光度[j]l

themolarrotation[j]l=[a]l[Mw/100][y]l=

/Cw

LPlane(linearly)polarizedlight基本原理(principle)RightandLefthandcircularlypolarizedlightOpticallyActiveSamplePreferentialabsorptionoflefthandpolarizedChiralEx=E0x

cos[ωt-(2l/λ)n+φ0]

Cottoneffectl0el0l0+-+-PositivecottoneffectNegativecottoneffectλλλ科学研究与开发中科院某研究所根据HIV-1gp41上的两段七肽重复（heptadrepeat，HR）序列1和2（HR1和HR2）对HIV-1的侵入有抑制作用，进行了HR1和HR2的多螺旋蛋白结构与抗病毒活性的研究，所设计的五螺旋蛋白的基因为HR12121。通过氨基酸连接子（Linker）将三个HR1的基因和二个HR2的基因连接在一起形成一种五螺旋蛋白HR12121的基因。圆二色谱分析证明HR12121和HR212蛋白发现这两种蛋白富含α螺旋结构，这表明HR12121和HR212蛋白非常稳定，不像多肽那样容易降解，并对HIV-1侵染细胞有很高的抑制活性。目前我们已申请专利“一种抑制囊膜病毒感染的多螺旋蛋白及其编码基因与应用”。囊膜病毒含有许多引起人类重大疾病的病毒，其中抗艾滋病毒的蛋白药物是最重要的。合作方式：有愿投资者，投资方可获得专利的独家使用权，约需1000-2000万元投资。签订意向书后，具体事宜面议。

克山病探究-硒缺乏模型动物心肌线粒体膜的CD谱[]正常对照病区粮病区粮,补加蔬菜烟草花叶病毒侵染膜蛋白引自:吉尚戎等生物物理学报,2004,20Unfolding/folding216nm222nmConformationalvaries190200210220230240250260-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.0

a5in5%SDS/PBSa5in50%TFE/PBSa5inpH7a5in50%TFE/H2Oa5inH2O[¦È]X1E-4deg.cm2/dmol-1wavelength(nm)216nm

CDspectraofGCN4leucinezipperinthepresenceofdifferentconcentrationsofSDSLeucinezipperpeptidewastreatedwithSDSfor5min.ItsCDspectrawasthenmeasuredatafinalpeptideconcentrationof20μM.ThefinalSDSconcentrationswere0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.6,1.0,1.2mMforcurves1,2,3,4,5,6,7,and8,respectively.Curve9isforthecompletelyunfoldedpeptidetreatedwith4Mguanidiniumchloride.Theexperimentswerecarriedoutat20oC.Conformationaltransition:

fromalpha-helixrichtobeta-sheetrichPrPc

PrPscScoutNearUVspectra:toinvestigatethetertiarystructure振动圆二色谱X射线磁性圆二色吸收谱利用同步辐射的圆偏振和波长连续可调特性，测量铁磁性材料对方向相反的圆偏振光的吸收。由于铁磁性材料对圆偏振光的吸收跃迁不仅取决于轨道量子数，而且与磁量子数有关，因此材料对圆偏振方向相反的光的吸收存在差异，圆二色吸收谱即是研究这种差异所表达出的信息。ProteinConcentration:0.5mg/mlCellPathLength:0.5mmStabilizers(Metalions,etc.):

minimumBufferConcentration:

5mMoraslowaspossible

whilemaintainingproteinstabilityTypicalInitialConcentrations:Onemayfindthattheproteinconcentrationneedstobeadjustedtoproducethebestdata.Changingthishasaprofoundeffectonthedata,sosmallincrementsordecrementsarecalledfor.Ifthatdoesnotproducereasonablygooddata,achangeinbuffercompositionmaybenecessary.ItwouldalsobeagoodideatocheckthesampleforunforeseenaggregationviaDynamicLightScattering(DNArepairenzymesareanespeciallygoodexampleofthisbehavior).Ifabsorptionposesaproblem,cellswithshorterpath(0.1mm)andacorrespondinglyincreasedproteinconcentrationandlongerscantimecanhelp.参考文献《生物物理学》赵南明，周海梦，高教出版社－施普林格出版社2000,ｐ330《园二色性和旋光色散在分子生物学中的应用》鲁子贤，崔涛，施庆洛，科学出版社1987CircularDichroismandLinearDichroism,AlisonRodgerandBengt

Nordén,OxfordUniversityPress1997《分析仪器手册》朱良漪，孙亦梁，陈耕燕，化学工业出版社1997,p247CircularDichroismandOpticalRotaryDispersionofProteinsandPolypeptides,A.J.Alder,N.J.GreenfieldandG.D.Fasman,Meth.Enzymology,27,675(1973).ComputedCircularDichroismSpectrafortheEvaluationofProteinConformation,N.GreenfieldandG.D.Fasman,Biochemistry,8(10),4108(1996)C.R.CantorandP.R.Schimmel,BiophysicalChemistry,Vol.2,Chapter8(1980)EffectofTrifluoroethanolonProteinSecondaryStructure,F.D.Soennichsen,J.E.VanEyk,R.S.HodgesandB.D.Sykes,Biochemistry,31(37),8791(1992)ProteinSecondaryStructureandCircularDichroism:APracticalGuide,W.C.Johnson,PROTEINS,7,205-214(1990)P30页倒数13，14行漏印了一段，应改为：

偶极子置于离子所产生的静电场中时，二者间的相互作用称为电荷-偶极相互作用。例如：K+离子和其外围水化层中的水分子（是一种偶极子）的作用。这类相互作用能和距离的平方成反比。偶极子置于另一偶极子所产生的静电场中时，二者间的相互作用称为偶极-偶极相互作用，其相互作用能和距离的三次方成反比。P53页第8行“磷脂分子的形状”，应改为“脂的多型性”第20行“biomolecular…”，应改为“bilayer…”P75页倒数第12行公式（5-10）中“Km”，应改为“km”P77页第8行中“离子梯度”，应改为“离子浓度梯度”P95页图注第3行中“色侧链”，应改为“深灰色侧链”P96页图（6-9）注第13行中“浅蓝线”，应改为“深蓝线”第15行中“深蓝线”，应改为“浅蓝线”《医学生物物理学》勘误P113标题“Adhension”，应改为“Adhesion”P114第13行“viscsiometer”，应改为“viscosimeter”P132页文献5“acetglchine”，应改为“acetylcholine”“elecfron”，应改为“electron”P189页倒数第16行“另别一重”，应改为“另外一重”P201页倒数第2行“2p”，应改为“2”P202页倒数第1行中二个“长度”，应改为“振幅”P272页标题“主要其中”，应改为“主要英中”右边“biomolecular”，应改为“bilayer”P273页右边倒6行“excited”，应改为“excitation”倒5行“excitation”，应改为“excited”P276页左边第3行“enhanced”，应改为“enhancement”右边第8行“photoxdation”，应改为“photooxidation”P278页左边倒数第7行“trplet”，应改为“triplet”倒数第6行“扭曲”，应改为“扭曲振动”

Whatismeantby“farUV”light?WhenCDisappliedtoproteinswhatisthemainchromophore(absorbinggroup)thatislookedat?Whatwavelengthrangedoesitabsorbin?YouaremeasuringtheCDspectrumofaproteinusinga1mmpathlengthcell.Youfindthatthesignali