分子吸收光谱在生物大分子研究中的应用.pdfVIP

第24卷, 第10 期 光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vol124, No1 10, pp11972 1201 2 0 0 4 年 1 0 月 Spectroscopy and Spectral Analysis October, 2004 1 1, 2* 曹书霞, 赵玉芬 11 郑州大学化学系, 郑州大学化学生物重点实验室, 河南郑州 450052 21 清华大学化学系, 生命有机磷化学与化学生物学 育部重点实验室, 北京 100084 综述了近年来分子吸收光谱法在生物大分子结构研究中的应用, 重点介绍了利用分子吸收光谱法 研究蛋白质、核酸结构及其与小分子的相互作用。分子吸收光谱法因其简便、快速的特点而广泛应用于生物 大分子结构的测定。紫外光谱法常用于从分子水平上研究小分子如抗癌药物与核酸作用的机理, 并应用于 小分子作为光谱探针测定蛋白质、核酸构象的变化。傅里叶变换红外光谱法主要应用于蛋白质二级结构的 测定, 运用傅里叶自卷积将重叠的酰胺带进行处理, 获取蛋白质二级结构的含量信息, 从而使傅里叶变换红 外光谱法成为揭示蛋白质构象变化的重要工具。 分子吸收光谱; 紫外光谱; 红外光谱; 蛋白质; 核酸 : O 5713 : A : 10002 0593(2004) 102 11972 05 应用, 重点介绍利用分子吸收光谱法研究蛋白质以及核酸分 引 言 子和小分子的弱相互作用。 生物大分子的功能往往是由其结构所决定的, 生物大分 1 紫外光谱法在生物大分子研究中的应用 子结构与功能的研究是生命科学的核心课题。随着当代科学 技术的发展, 对生物大分子的研究已经从一般描述性的科学 111 过渡到探讨其具体化学结构的分子水平的科学。其中蛋白质 蛋白质是一类重要的生物大分子, 不同的蛋白质具有各 与核酸是生物大分子中的两大组成部分, 它们直接涉及到生 种不同的生理功能, 它的结构单元是A2 氨基酸。常见的20 命科学的许多核心内容, 所以对蛋白质和核酸的研究一直是 种 A2 氨基酸中只有芳香族氨基酸, 如色氨酸、酪氨酸、苯丙 生物大分子研究中最受关注的热点。著名科学家 Frederick 氨酸和含硫氨基酸, 在230~ 310 nm 波长范围内有吸收, 因 Sanger 授因先后发展了蛋白质及核酸的测序方法, 于1958 此利用紫外光谱法可以考察芳香族氨基酸的残基在蛋白质分 年和 1980 年两次获得诺贝尔奖。2002 年诺贝尔化学奖授予 子中的位置( 即表面和内部) 、环境及数量, 以及在物理和化 了科学家John B1 Fenn, Koichi Tanaka 和Kurt W™thrich, 以 学因素的影响下, 蛋白质二、三级结构的变化。蛋白质的紫 表彰他们在生物大分子结构确定和分析研究领域所发展的质 外吸收光谱中, 一般210 nm 处的峰是肽键的强吸收峰, 280 谱以及核磁共振新方法。无论是蛋白质还是核酸的研究, 都 nm 处的峰是酪氨酸、色氨酸以及苯丙氨酸残基中共轭双键 极大地带动了有关的研究方法及手段, 其中分子吸收光谱法 的吸收峰。利用各种技术研究蛋白质与配体之间的相互作用 因其快速、简便而越来越多地应用于生物大分子的研究。 及动力学过程, 对于解释蛋白质结构与功能的关系及蛋白质 早在20 世纪30 年代, 对分