血红蛋白和菌紫质的超快光动力学研究

摘要

对于高等脊椎动物来说红细胞中的血红蛋白是非常重要的。因为血红蛋白在生理学上的重要性，氧合血红蛋白在分离和再结合时的动力学过程被广泛研究，其过程可被分为以下几个步骤：血红蛋白和氧的成对复合的快过程和慢过程，其慢过程伴随着蛋白结构的变化及血红蛋白和游离态氧的复合过程(ns-ms)；对于血红蛋白和氧成对复合的快过程，其中拟合时间常数为2.5ps左右的为氧和Hb*Ⅱ(激发态血红蛋白)的再绑定过程，而成对复合的快过程需要100-200ps。在本文的实验中，使用了400nm的单色飞秒泵浦探测技术。在对实验中得到的结果进行数值拟合后，其动力学过程弛豫时间常数分别为约300fs，2.5ps和大于100ps。这三个过程分别代表了血红蛋白两个激发态(Hb*Ⅰ，Hb*Ⅱ)到基态的弛豫过程，及血红蛋白与氧成对复合的快过程。　　另外，本文还研究了在活体红细胞内的血红蛋白的超快光动力学过程。其过程同样可以拟合出三个时间常数：约300fs，2.5ps和大于100ps。很明显这处于红细胞中的血红蛋白和在水溶液中的血红蛋白在这个过程中的三个时间常数是一致的。在本文的工作中，使用了400nm的单色飞秒泵浦探测技术来进行研究。为了与束缚在细胞膜上血红蛋白的光动力学性质作比较，先测了水溶液中血红蛋白在高钙离子环境中的动力学过程。对含0.2M钙离子的血红蛋白水溶液的实验得到的结果是其动力学过程与一般血红蛋白水溶液极为接近，拟合后的数据约为300fs，2.5ps和大于100ps。但是当红细胞处于0.2M浓度的钙离子环境中，结果在300fs，1.5ps和大于1000ps附近。因此可以看出钙离子虽然对血红蛋白没有明显的直接影响，但可以使血红蛋白束缚到细胞膜上从而影响红细胞的变形能力，这与之前的许多工作结论是一致的。

目录

文摘

英文文摘

绪论

第一章红细胞及血红蛋白的结构和性质简介

第一节红细胞的生理特性

第二节血红蛋白的结构与特性

第三节血红素的结构

第四节T态与R态

第二章超短激光脉冲与实验方法

第一节飞秒激光器

1.振荡级

2.放大级

第二节实验方法

第三章血红蛋白及红血球的超快动力学研究

第一节样品制备

第二节血红蛋白的超快过程研究

1.血红蛋白的研究工作

2.血红蛋白的超快光动力学研究

3.在活体红细胞中血红蛋白的超快光动力学过程

第三节Ca2+离子对红细胞膜的影响

1.细胞膜的结构

2.红细胞膜的功能

3.红细胞膜的破坏

4.被Ca2+离子破坏的红细胞的光动力学研究

第四章细菌视紫红质的超快过程研究

第一节细菌视紫红质的结构和性质简介

第二节BR的光循环

第三节BR原初反应的超快过程研究

1.BR原初过程的超快动力学

2.不同波长的BR超快动力学

3.不同pH值的BR超快动力学

总结

参考文献

在学期间发表的学术论文目录

致谢

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