不同价金属离子介导的蓝膜到紫膜转换的光谱分析

２ 实 验 结 果
２ １ 不 同价 的金属离子对蓝 膜转变成 紫膜过程 中的可见差 ．
光谱 的 分 析
紫膜 。但对于不 同价离子转变成一半紫膜所 需的离 子的比率
是 １： ． ６ ０ 他 们 的 转 换 能 力 有 很 大 差 别 ，先 前 发 表 的 ２ ５： ５ 。
文献也指 出 ， 一价 Ｎａ 和 Ｋ 的转换能力远 不如二价 Ｍ ，
变 化 的 曲线 相 符 合 。当更 多 的 Ｔｂ 加 入 时 ， ” 介 导 的 重组 紫膜 的 Ｍ 衰 减 寿 命 有 明 显 延 长 。而对 另 两 种 抖 Ｔｂ ｚ 离 子 ， 入 更 多 时 不 延 长 Ｍｔ 衰减 寿命 。这 些结 果 表 明 ， 同价 金 属 离 子 与 紫膜 有不 同结 合 方 式 。 加 ｚ 不
中光适应态 ｂ Ｒ的浓度 由 ５ ８ｎ 的吸收光谱测定 ， ６ ｍ 消光系数
￡ ３０ ０ｍｏ ・Ｌ １ ・ ｍ 一６ ０ ｌ ＿ ｃ 。 膜 的 浓 度 由 ６ ３ｒ 吸 收 测 蓝 ０பைடு நூலகம்ｉ ｍ
能中起重要作用的 ， 这是人们 特别感兴趣的问题 。 ｘ衍射（ 从 ３５Ａ到 １４ 没有 给出这些 离子 的位 点＿删 。目前 ，有 ． ． ３Ａ） １
５０ ０
６０ ０
７０ ０
Ｏ
２０ ０ ０
４０ ０ ０
６０ ０ ０
Ｗ ａ ｅ ｅ ｇ ｈｎ ｖ ｌｎ ｔ ／ ｍ Ｎ ａ ｎ ｕ ｅ ｂ ｏ ｂ ｎ ｅｃ ａ ｇ Ｍ — ｐ ｉ ｄ ｃ ｄ ａ ｓ ｒ ａ ｃ ｈ ｎ ｅｉ ｂ ｎ Ｍ
Ｒａｉ ｄ ｅ ａ Ｒ ｔ ａ ｄ ｄＮ ’ ｏ Ｎａ ｎ ｕ ｅ ｂ ｏ ｂ ｎ ｅｃ ｎ ｇ ｔ ４ ａ ｉ ｂ — ｐ ｉ ｄ ｃ ｄ ａ ｓ ｒ ａ ｃ ｈａ ｅ ａ ０ ｍ ｎ Ｍ ５ Ｍ
个 Ｎａ ，吸收不再变化 。对于 Ｍ ，２ ５个 Ｍｇ 可达变 时 ． 卧 化中点 ， ． 个 Ｍｇ 不再变化 ［ １ ｃ ，ｄ ］ ８５ 图 （） （ ） ，１个 Ｔｂ 件可 达变 化中点 ， ． 个 Ｔ 。 ３５ ｂ 不再变化［ １ ｅ ，ｆ］ 图 （） （） 。
上述 结 果 表 示 ， 些 不 同价 金 属 离子 均 能 把 蓝 膜 转 变 为 这
摘
要
研 究了 Ｎａ ，Ｍｇ’ Ｔ 抖 三种不 同价金属离子介导 的的蓝膜到紫膜转换 的可见差光谱 ， － 和 ｂ 。 Ｍ 产率 ｚ
和 Ｍ４ 衰减寿命。 ｚ 结果表 明， 他们的转换 能力有很大差别 ， 三种不同离子介导的吸收变化的中间点 的浓度 比 Ｎａ Ｍｇ ： 抖为 １： ． ６０ 。 。： Ｔｂ ２ ５： ５ ，同时，在蓝膜到紫膜转换中 ， ５ ０ｎ 其 ４ ｍ的吸收变化的曲线 与 Ｍ 产率 ｚ
关键词
紫膜 ； 蓝膜 ； 金属离子 ； 光谱分析
文 献标 识码 ：Ａ Ｄ ：１ ．９ ４ｊｉ ｎ １０ —５３ ２ １ ）５１ ８—５ ＯＩ ０ ３ ６／．ｓ ． ０ ００ ９ ｛０ １０ —３ ８０ ｓ
中图 分 类 号 ： ３ Ｑ６ ２
至紫膜的转换 中， 仅仅位 于视黄醛 口袋附近 的高亲合位点 与
ｌ８ ３９
金 属 离子 的污 染 。蓝 膜 样 品 的 ｐ 是 ５５ ０ １ Ｎａ Ｈ ． ± ． ， ，Ｍｇ 和 Ｔ 抖 的化 合 物 为氯 化 物 。 ｂ 闪光 解 动 力 学 光 谱 足 在 本 实 验 室 自 制 的 仪 器 上 测 定 的 ， 验 数 据 根 据 Ｇ ｖｎｊｅ的 方 法 来 分 析 ｌ 实 ｏ ｉｄｅ 。 。光 适 应
如 加
Ｏ Ｏ Ｏ ０ Ｏ
Ｍ４产 率达 到 最后 全 部 转换 成 紫膜 是 的 产 率 的一 半 ［ ２ 。 图 （） 。当 Ｎａ ａ］ ２ ｂ 与 Ｒ分子 比小于 ７ ０时，Ｍ４ 衰减 寿命快速 ０ ｚ
离子 和 特 定 金 属离 子［ ，］ 去 离 子 的 ｂ 也 能 通 过 加 人 不 同 １１ 。 ３４ Ｍ 种 阳离 子 ， 至 疏 水 有 机 离 子 能 重 组成 ｐ 。 甚 Ｍｔ ］
二价 Ｍ 离子和三价 Ｔ 计定点结合在 ｐ ｂ Ｍ，Ｍｇ 抖至少有一 个内部的特定结合位点 ； ３ Ｔｂ 仅仅结合于膜的表面 ， 特异地 结 合 于膜 磷 脂 分 子 头 部 基 团 或 ｂ 表 面 的羧 基 部 。 Ｒ
１ 材料 和方 法
紫膜按参考文献［ ３ 从 Ｈａ ｂｃｅｉ Ｓ ｌ ａｉｍ １ ２］ ｌ ａｔｒ ｍ ａｉ ｒ ｏ ｕ ｎ ｕ Ｒ Ｍ１
分 离 和 提纯 。在 Ｈｉ ｃｉ －Ｏ ０光谱 仪上 测 定 吸 收 光 谱 ， Ｍ ｔ ｈ ３０ ａ Ｕ ｐ
离子结合的精确位置以及他们是如何在 ｐ 的结构和功 Ｍ
ｌ ９ ３Ｏ
光谱学 与光谱分析
第 ３ 卷 １
２ ２ 不 同价金属离子对蓝膜 转变为 紫膜 过程 中的 Ｍ４ 产 率 ． １ ： 和衰减寿命的影响 在蓝膜转 变成 紫膜开始 前 ，大约有通 常紫 膜的 １ ３ ／ ０的 紫膜存在于蓝膜之 中，衰减 寿命为 ２ Ｚ， ３ＩＳ 有两种可能存在 ， Ｔ 第一种可能是蓝膜 制备 过程 中，仍有 少 量紫膜 残 留在样 品
两种观点试图定位金属离子 的结合位点 ： 异性 与非特异性 特
定， 消光系数 ￡ Ｏ０ ０ｍｏ ・ ・ ｍ ＿ 一６ ０ ｌ Ｌ ｃ ２ 。 去离 子 蓝膜 由紫 膜通 过 阳离 子交 换 树 脂 Ｄ ｗｅ ｏ ｘＡＧ ５ Ｗ 柱制备 。 ０ 制备好 的蓝膜保存在干净 的塑料制品 中， 避免
在本文章 中， 我们研究 了不同价金属离子对蓝膜转变成 紫膜的作用 ，分析 了 ｂ 到 ｐ 转 变 过 程 中 的 可见 差 谱 ， Ｍ Ｍ Ｍ４ 产率和 Ｍ４ 衰减 寿命 。 研究结 果表明 ， 同价金属离子 不 与 ｐ 中的 ｂ Ｍ Ｒ有不同的结合 方式 ，单价 的 Ｎ 叶自由散布在 ａ。
不 同价 金属 离子 介导 的蓝膜 到紫膜 转换 的光 谱分 析
徐 兵ｈ ，韩金 多 余 抨 ， ，张 勇 ，胡坤生。
１ ．上 饶 师 范学 院生 命科 学 系 ，江 西 上 饶 ３ ４０ ３０ １
２ ．吉林大学物理学院 ， 吉林 长春
１０ １ ３０２
３ ．中国 科 学 院生 物 物 理 研 究所 ，北 京 １０ ０ ０ １１
Ｍ ｇ ’ｉｄ ｃ ｄ ａ ｓ ｒ ａ ｃ ｈ ｎ ｅｉ Ｍ — ｐ ｎ ｕ ｅ ｂ ｏ ｂ ｎ ｅ ｃ ａ ｇ ｂ ｎ Ｍ
Ｏ１ ．６
１ ２
０８
０ ４
Ｏ
０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６
Ｒａ ｏ ａ ｄ ｄ Ｔ ／ Ｒ ｉ ｔ ｄ ｅ ｂ ｂ Ｔｂ ｉ ｄ ｃ ｄａ ｓ ｒ ａ ｃ ｈ ｎ ｅｉ ｂ — ｐ ３ ｎ ｕ ｅ ｂ ｏ ｂ ｎ ｅｃ ａ ｇ ｎ Ｍ Ｍ Ｔ ” ｉ ｕ ｅ ｂ ｏ ｂ ｎ ｅｃ ａ ｇ ｔ ４ ｍ ｉ ｂ — Ｍ ｂ ｎｄ ｃ ｄａ ｓ ｒ ａ ｃ ｈ ｎ ｅａ ５ ０ｎ ｎ Ｍ ・ｐ
第３卷， ５ ｌ 第 期
２ ０ １ １年 ５ 月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｓ ｅ ｔｏ ｃ ｐ ｎ ｐ ｃ ｒ ｌ ｐ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ ａ ｄ Ｓ ｅ ｔａ ａｙ ｉ Ａｎ ｌ ｓｓ
Ｖｏ． １ Ｎｏ ５ ｐ １ ８ — ３ ２ １３ ， ． ， ｐ ３ ８ １ ９ Ｍａ ｙ，２ ０１１
结合模型 。 前者认为 ：高亲合位点 和低 亲合位点存 在于蓝膜
收 稿 日期 ： ０ ００ —４ 修 订 日期 ： ０ ００ —６ ２ １—４１ 。 ２ １ —７２
基 金 项 目：江 西 省 自然 科 学 基 金 项 目（６ ０ ０ ） ０ ３ １６ 和科 技 部 “ ７ ” 目（０ ７ Ｂ ３ ７ ３资 助 ９３项 ２０ Ｃ ９ ５ ０ ）
引 言
细 菌 视 紫 红 质 （ Ｒ 是 菌 种 Ｈａ ｂｃｅｉｍ ａ ｂｕ 紫 膜 ｂ） ｌ ａｔｒ ｈ ｌ ｉｍ ｏ ｕ ｏ
颜 色的位移有关［ 。后者认为，金属离 子是 自由散布方式 １ 结合在紫膜表面双层 ，从而 改变表 面电位 和局 部质 子浓度 ， 进而影 响 ＡＳ －５的 质 子 状 态 ，促 使 蓝 膜 至 紫 膜 的 转 Ｐ８
Ｆ ． Ｄｆ ｒ ｃ ｓ ｃ ａ ｎｌｉｏ ｂ ｅｏ ｕｐ ａｓ ｉ ｏ ａ ， ； Ｔ ３ ｄｉｏ ｉ １ ｉｅ ｎｅ ｐ ｔ ａ ｓ ｌ ｒｌｔ ｎｉｏ ｕ ｎ ＋ Ｍ｛ ｇ ｆ ｅ ｅ ｒ ａ ｙｓ ｆ ｕ ｔ ｐ ｅｒ ｔｎ ｐ Ｎ ２ ｂ ， ａｄｔｎ ｉ
ｃ。 ａ 及三价离子高
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作者简介：徐
兵，１６ ９ ９年生，上饶师范学 院生命科学系副教授
ｅｍａｌ ｈ ｋ＠ ｓｎ ．ｂ． Ｇｃ － ｉ ｕ ｓ ｕ５ ｉｐ ａ ｎ ：
ｅ ｉ： ｕ ｎ ＠１６ ｃｒ － ｌ ｘ ｂｇ ２ ．ｏ ｍａ ｎ
＊通讯 联 系人
第 ５期
光谱学与光谱分析
口 ０ ｐ１ 口 量 昌 ０∞ 《
一
半蓝膜 转变为紫膜［ １ ａ ， ｂ ］ 图 （ ） （ ） 。当每个 ｂ Ｒ加入 ６４０ ０
ｂ Ｒ通 过脉 冲光激发 ， 后 的曲线是 由 ８次脉 冲激发 得 到的 最 曲线平均后得 出。１ 时问内完成数 据的 收集 。所 有实验是 ０ｓ
在 室 温 下 进 行 （５ １ ℃ 的 。 １± ）
变 Ｄ．］ ｓａ。 ２
（ Ｍ） ｐ 中唯一的一种视 黄醛蛋 白质 ， 功能是 光驱动 的质子 其 泵 ，提供在缺氧条件下 ＡＴ Ｐ合 成的能量供 给［ 。光激发 时 ， １ ］ ｂ Ｒ分子进行光循环并 伴随着质 子从原生质 边到紫膜 外侧的
质 子 转 运 ， 。 天然 ｐ 通 常 含 有 １ｍｏ 的 钙 和 ４ｍｏ 的 镁 于 １ｔｏ 的 Ｍ ｌ ｌ ｌ ｏ ｂ 中［ ， 走 ７ 的 内源 脂 分 子 导 致 从 紫 色 （６ ｍ） 蓝 Ｒ ４ 移 ］ ５ ５ ８ｎ 到
膜 表 面 ，可 以很 好 的 用 Ｇｕ ｙＣ ａ ｍａ 论 的 双 电 层 解 释 ， ｏ－ ｈ ｐ ｎ理
色（０ ｍ） ６ ３ｒ 的颜色转 变 ，ｂ ｉ ］ Ｒ的光化 学循 环改变 ，失去质 子泵功能和不产生 Ｍ４ 光 循环 中间体ｌ 。因为在蓝 膜 （ Ｍ） ： ６ ］ ｂ 中 Ａ Ｐ８ 处于质子化 ，ｂ 的希夫 碱基不 可能 在光 照时产 Ｓ ＿５ Ｍ 生去 质 子 化 ， 以质 子 的 转 运 不 能 发 生＿ 。有 不 少 方 式 可 以 所 ７ ｊ 促使紫膜转变成 蓝膜 ，如酸化ｌ ，去离子 ［ ８ 。 １ ，电渗析 ， 高 温， 定点基因突变［ 用去离子水清洗干净ｌ ，加人疏水 阴 １ ， ４ ］
ｂ 转变成 ｐ 是 由 ５ ０Ｔ 的差光谱 的相对 值来 表示 Ｍ Ｍ ４ ｍ １
时１ ｕ 时 Ｊ ∞ 《 Ｉ ０ 口 ｑ０ Ｄ
的 ，图 １ 示 了不 同价 金 属 离 子 在 蓝 膜转 变 成 紫 膜 过 程 的 差 表
光谱 ， 每个 ｂ Ｒ需 ６ ０ Ｎａ ５个 才能到 达吸 收变化 的 中点 ，即