生物物理ppt課件(已修改)
2025-01-29 18:34 本頁(yè)面
【正文】 俺怎么越看越象乒乒乓乓，不要扔西紅柿～～～ _b俺們的進(jìn)山全家福，hohoCOOHNH2補(bǔ)充：關(guān)于疏水作用(1959)研究非極性殘基從非極性溶劑轉(zhuǎn)移至水中的熱力學(xué)性質(zhì) .模型系統(tǒng)：非極性分子 甲烷 (CH4)非極性溶劑 苯或 CCl4問(wèn)題的提出： Xmole甲烷從 CCl4中移至水中 freeenergy如何變化？由 dG=dH–TdS轉(zhuǎn)移過(guò)程： dH(enthalpy)0放熱導(dǎo)致 dG降低dS(entropy)0熵降低導(dǎo)致 dG增加由于 dS對(duì) dG的貢獻(xiàn)達(dá)到 80%,故甲烷從 CCl4中移至水中freeenergy的增加主要來(lái)自熵的貢獻(xiàn)。疏水物質(zhì)在水中聚集熵增加是自發(fā)過(guò)程！dS0貢獻(xiàn)是主要的！ dH0minimal！ 分子各種能級(jí)示意圖?；鶓B(tài)用 G表示，第一電子激發(fā)態(tài)用 S*表示 (單線激發(fā)態(tài)， singlet excited state)， 第二電子激發(fā)態(tài)用 S**表示。T*表示第一電子三重激發(fā)態(tài) (三重態(tài)， triplet state)。 基態(tài)和激發(fā)態(tài)都含有幾個(gè)不同的振動(dòng)能級(jí)，圖中用 V=0, 1, 2, 3表示。 脂雙分子層的動(dòng)態(tài)性質(zhì)脂類分子在 Lipid Bilayer 中可能有的運(yùn)動(dòng)方式脂肪酰鏈內(nèi)的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動(dòng) (內(nèi)旋轉(zhuǎn) )? 碳?xì)滏?中各亞甲基 (CH2) 處于 trans 與 gauche 構(gòu)象之間的轉(zhuǎn)換之中l(wèi) trans ? gauchel correlation time: 1010 Sec? 這種快速的構(gòu)象動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變是脂雙層流動(dòng)性的分子基礎(chǔ)l 流動(dòng)性高 ? gauche 構(gòu)象占的比例高 (平均每個(gè) 脂肪酰鏈可有 2個(gè) gauche構(gòu)象 )l 流動(dòng)性低 ? gauche 構(gòu)象占的比例減少。 飽和脂肪酰鏈旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動(dòng)可能產(chǎn)生的幾種構(gòu)象(A) 二面角 ?i定義：鍵 Ci2Ci1與鍵 Ci1Ci形成一個(gè)平面，鍵 Ci1Ci與鍵 CiCI+1形成另一個(gè)平面，這兩個(gè)平面間的夾角為 ?i。(B) 飽和脂肪酰鏈的三種穩(wěn)定構(gòu)象。其中，反式 (ti)構(gòu)象為 ?i＝ 1800， 是一種能量最低的狀態(tài)；歪扭式 ＋ (g+)和歪扭式 － (g)分別對(duì)應(yīng) ?i＝＋ 600和 ?i＝－ 600， 它們的能量比反式構(gòu)象略高 ?卡 /克分子 ,因此也稱為亞穩(wěn)態(tài)。 飽和脂肪酰鏈旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的說(shuō)明及其示意模型 。(A)直鏈全反式；(B)單一歪扭異構(gòu) (tgt)導(dǎo)致的鏈彎曲；(C)兩個(gè)歪扭構(gòu)象相間(tgtgt)形成的單一 ”kink”構(gòu)象。trans構(gòu)象 ：鏈間距離最近，適合于晶態(tài)脂雙層gauche構(gòu)象 ：鏈長(zhǎng)度縮短，鏈間距離增大kink構(gòu)象 ： gtgRaman 光譜方法研究膜流動(dòng)性 ：Itrans: ? I1064及 ?I1133Igauche: ? I1100Igauche / Itrans ? I1100 / I1064整個(gè)磷脂分子繞其長(zhǎng)軸的旋轉(zhuǎn)? 整個(gè)分子繞長(zhǎng)軸旋轉(zhuǎn)的平均速度比鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動(dòng)的速度要慢得多：correlation time: 106 ? 108 Sec? 測(cè)量方法； polarization spectroscopy l 熒光偏振l 紅外偏振?激發(fā)光偏振?發(fā)射熒光也偏振 (只有平行于偏振方向的分子才能受到最大激發(fā) )； ?分子在布朗運(yùn)動(dòng)作用下，分子取向隨機(jī)化，發(fā)射熒光退偏振。膜組分在脂雙層內(nèi)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)? 整個(gè)分子繞長(zhǎng)軸旋轉(zhuǎn)的平均速度比鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動(dòng)的速度要慢得多：correlation time: 106 ? 108 Sec? 測(cè)量方法； polarization spectroscopy l 熒光偏振l 紅外偏振膜組分在脂雙層內(nèi)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)? Fick第一擴(kuò)散定律l 單位時(shí)間通過(guò)橫截面的溶質(zhì)分子數(shù) (dn/dt)與橫截面的面積 A及濃度梯度 dC/dX成正比 , l 擴(kuò)散速度＝ dn/dt ? A?dC/dX ＝－ DA ?dC/dX D為擴(kuò)散系數(shù)， cm2/s， 負(fù)號(hào)表示擴(kuò)散過(guò)程 由高濃度到低濃度。膜組分在脂雙層內(nèi)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)? 擴(kuò)散系數(shù) D :l 磷脂 D : 108 cm2/Sec (in lipid bilayer) l 膜內(nèi)在蛋白 D : 1010~1012 cm2/Sec (in lipid bilayer) l 水溶性蛋白 D : 107 cm2/Sec (in water) ? 測(cè)量方法：l Photobleaching l 原位電泳蛋白分子的擴(kuò)散系數(shù)要比脂分子的取值范圍寬的多。部分膜蛋白幾乎沒(méi)有側(cè)向運(yùn)動(dòng)。 小蛋白的 D值較大，如，短桿菌肽 C (gramicidin C) 在 DMPC中， D??108 cm2/s. 這一數(shù)值并不比脂分子擴(kuò)散速度慢多少。 膜內(nèi)在蛋白擴(kuò)散速度要低得多 (幾乎不動(dòng) ! )，一般，這樣低的速度用蛋白的大小解釋不了。 Webb 與其助手的研究表明 :當(dāng)將肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架從膜上解離下來(lái)，則膜蛋白的擴(kuò)散系數(shù)可提高到 109 cm2/s以上。條紋肌細(xì)胞中的乙酰膽堿受體幾乎是不動(dòng)的，但是當(dāng)將其與肌動(dòng)蛋白去連接后，測(cè)得其 D?2?109 cm2/s. 脂類分子在脂雙層之間的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) (flipflop)? 很慢！ 幾小時(shí) ? 幾天? 測(cè)量方法：l electronspinresonance(ESR)脂 質(zhì)的相性質(zhì)兼性分子多型性與水化程度的關(guān)系。 此圖只是一種示意圖，對(duì)于任何一種脂質(zhì)來(lái)說(shuō)，其相態(tài)還和溫度等其他因素有關(guān)。微分掃描量熱法 (differential scanning calorimetry,DSC): 把待測(cè)樣品與對(duì)照樣品同時(shí)加熱，當(dāng)樣品發(fā)生
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