二维红外相关光谱研究温度对卵转铁蛋白构象的影响

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Ｆｉ．ＦＲＥｓｅｔａｏｏＯｖｔａｓｅｒｎ（）ａｄＨｏｏ４ｖ－ｇ１ＩｐｃｒｆＡｐ－ｏｒｎｆｒｉａｎｌ－）ｏＲ
ｔａｓｅｒｎ（）ｒｃｒｅｔｒｏｔｍｐｒｔｒ（５ ℃ ）ｒｎｆｒｉｂｅｏｄｄａｏｍｅｅａｕｅ２
Ｓ强；中等；弱；伸缩振动；弯曲振动：ｍ：ｗ：：：
（旷螺旋上的Ｓｒ２）ｅ１２之间存在分子内０…Ｈ…（氢键。因此，）
１８７２
光谱学与光谱分析
第３２卷
卵转铁蛋白结合铁后结合位点处的氢键变化可能是引起蛋白整体构象变化和氢键作用变化的关键点。图３中无铁卵转铁蛋白和饱和铁卵转铁蛋白在１６５５ｃｍ处的酰胺Ｉ带和１５５ｃ４ｍ处的酰胺 Ⅱ带的吸收强度都随着温度的升高而降低，并且发生了明显的峰位移动，无铁
二维红外相关图谱使用２－ｏｈＤＰｃａ软件进行相关处理得到。中非阴影部分为正相关区域，阴影部分为负相关区其
域。由于同步和异步谱图中存在对称和反对称的关系，故仅讨论谱图左上角区域。二维红外相关光谱的读谱规则，阅参
文献１ｌ４。，
１实验部分
１１材料与仪器．
无铁卵转铁蛋白（ｏＯｆ根据文献［５制备，凝胶分Ａｐ－Ｔ）１３析软件（ｌｒｎｌｚｒ分析纯度为９．６。Ｇｅｐｏａａｙｅ）－５５
ＶＲＸ７傅里叶变换红外光谱仪（国Ｂｕｅ公ＥＴＥ０型德ｒｋｒ
次，透析四次，至透析液用Ａｇ３ＮＯ滴定无沉淀。冻干获得
饱和铁卵转铁蛋白（ｌ－ｒ）Ｈｏｏ（ｒ。）ｆ１３红外光谱检测（ｒＲ）．ＦＩ
将蛋白样品与溴化钾压片，置于红外光谱仪的变温附件中，光谱扫描范围为４００４０ｃ０～０ｍｃｍ，光谱分辨率为４，扫描信号累加３次。变温附件温度控制范围为２～２５
９Ｃ，１ＣＮ量一次光谱，每个温度测量点的平衡时问５。每０￣
为５ｍｉ。ｎ
收稿日期：２１ —２０。修订日期：２１—２２０１１—６０２０ —５
基金项目：现代农业产业技术体系建设专项项目（ＡＲ４— ３资助ＣｌＫ２）作者简介：任国栋，１８９７年生，中农业大学食品科学技术学院硕士生华任国栋，郭爱玲：列第一作者并
１０００
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蛋白在加热条件下（５５℃）２￣９构象变化规律。结果表明，随着温度升高，铁卵转铁蛋白在３３０ｃ无０ｍ处的峰的迁移程度比饱和铁卵转铁蛋白大，明卵转铁蛋白结合铁后氢键作用增强，说对热的抵抗性增强。二维红外图谱分析显示，无铁卵转铁蛋白与饱和铁卵转铁蛋白的二级结构变化顺序为８折叠＞酰胺 Ⅱ＞一Ｈ２弯＿Ｃ－曲振动。通过对比无铁卵转铁蛋白和饱和铁卵转铁蛋白的二维同步和异步图谱发现，ｉ６２和ｌ６８ＣＩ在５８ＩＴ处的交叉峰存在差异，卵转铁蛋白结合铁后温度对其二级结构中旷螺旋影响变小，而对转角的影响变大。关键词二维红外相关光谱；温度；卵转铁蛋白；氢键文献标识码：ＡＤＩ０３６／．ｓｎ１０ —５３２１）７１８ —５Ｏ：１．９４ｊｉ．０００９（０２０ —７００ｓ
一
维相关光谱的概念推广到拉曼、近红外以及荧光光谱等广义二维相关光谱『ｌ。二维相关光谱的主要优势为：比一维光相
谱有更高的分辨率并能区分不同基团对外界扰动条件的响应顺序，在提供传统的峰位归属之外，能提供更多的信息，已成为研究蛋白质构象的一种重要方法。本工作以温度作为外扰条件，利用二维相关傅里叶变换红外光谱研究无铁卵转铁蛋白（ｏＯｖｔｎｆｒｉ）Ａｐ－ｏｒｓｅｒ和饱和铁卵转铁蛋白（ｌＯｖ— ａｎＨｏｏｏ－ｔａｓｒｉ）ｒｎｆｒ的构象变化以及它们变化过程中的差异。ｅｎ
中图分类号：０５．６７６
引言
转铁蛋白是一组分子量约为８Ｄ０ｋａ的单链糖蛋白，主要包括血清转铁蛋白、卵转铁蛋白和乳铁蛋白，在碳酸根离子的协同作用下，能够紧密结合两个三价铁离子【。转铁１卵］蛋白是蛋清的主要蛋白质之一，约占蛋清蛋白的１，远高２于其他来源的转铁蛋白。近年来国内对卵转铁蛋白的研究局限于分离纯化［３，国外报道更多侧重于释放铁的结构机２３ ’ 理【］然构象变化８、抗菌能力［］、天＿］９和结合部分金０属口２的能力，１３对外扰条件下构象变化研究较少。二维相关光谱技术是近二十年来迅速发展的一种新技术，１８９９年Ｎｏ — ｄＥ次将二维相关技术引入红外光谱，１９他又将二ａ蚓首９３年
Ｆｇ２Ｖａｉｂｅｔｍｐｒｔｒ２ｉ．ｒａｌｅｅａｕｅ（５～９ ℃ ）ＦＩｓｃｒｌｏ５ＴＲｐｔａｆｅＡｐ－ｏｒｎｆｒｉ（）ａｄＨｏｏＯｖｔａｓｅｒｎ（ｏＯｖｔａｓｅｒｎａｎｌ－ｏｒｎｆｒｉｂ）
液（Ｈ８５ｐ．，含００ｍｏ．１ｌ・Ｌ一ＮａＯＨＣ３和０１ｍｏ．ｌ・Ｌ。
Ｎａ１。加入４０“ ．１ｔｏ・Ｃ）０Ｉ００ｌＬ。的ＦＣ３理论饱和值为ｏｅＩ（２６４肚）４℃冰箱放置２ｈ，６ｈ用二次蒸馏水透析５．Ｌ，后每
第３卷，７２第期２０ｌ２年７月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖｏ．２Ｎｏ７ｐ１８７４１３。．，ｐ７０１８
ＳｅｔｏｃｐｎｐｃｒｌＡｎｌｓｓｐｃｒｓｏｙａｄＳｅｔａａｙｉ
Ｊｌ，２１ｕｙ０２
图２ａ和（）别为４００ｍ无铁卵转铁蛋白（）ｂ分０￣４００ｃ
和饱和铁卵转铁蛋白在温度为２～９５５℃ 的Ｉ变化图。通Ｒ
常，分析蛋白质酰胺带能获得更多的信息。选择图２中ｌ５００
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１７０ｃ的酰胺Ｉ和 Ⅱ带得到图３０ｍ１。
２结果与讨论
２１卵转铁蛋白的红外光谱图．
在室温（５℃）２条件下，卵转铁蛋白的红外光谱如图１所示，峰指认如表１所示。由于缺少卵转铁蛋白红外谱峰指谱
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归属
波数／ｍ～ｃ１强度
归属
白质的大分子的特性，多氢键的作用力形成（螺旋折叠众Ｘ－结构，从而使蛋白质具有不同的生理功能，无铁卵转铁蛋门
在３３０ｃ左右处的峰位由２０ｍ５℃ 时的３３１ｃ红移至８ｍ９５℃时的３３０ｃ２ｍ一，移６ｍ～。而饱和铁卵转铁蛋白红１ｃ
ＴａｌＡｓｉｎｍｅｓｏｈｅｂａｄｎｔｂｅ１ｓｇｎｔｆｔｎｓｉｈｅＦＦＩＲｓｅｔｆＡｐｏＯＴｆａｐｃｒｏａ－ｎｄＨｏｏ－ＯＴｆｌ
Ａｐ－ｏｒｎ｛ｒｉｏＯｖｔａｓｅｒｕＨｏｏＯｖｔａｓｅｆｌ－ｏｒｎｆｒｎｉ
司）２１ｅ；２６型精密变温附件（国Ｓｅａ公司）Ｆ２英ｐｃｃ；Ｅ０型ｐＨ计（瑞士梅特勒）ＡＲ２４；１０型分析天平（国奥豪斯）美。
１２饱和铁卵转铁蛋白（ｌ－Ｔ）制备．ＨｏＯｆ的ｏ
将无铁卵转铁蛋白１０ｍｇ溶解于５ｉＨＣ缓冲００ｍＩＴｒ — １ｓ
＊通讯联系人ｅｍａ：ｍａｉｕｎｙｈｏｃｒ．ｎ￣ｉｌｍｅｈ＠ｒｏ．ｏｃｈａｎ
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第７期１４二维相关处源自理．光谱学与光谱分析
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１８７１
认的相关文献，主要参考《ａｔｒ红外光谱手册》ＢｒｈＳｄｌｅ与ａｔ【］１有关蛋白质红外光谱的报道。

二维红外光谱

二维红外光谱二维红外光谱技术是一种非破坏性分析技术，可以用来识别和定量分析各种物质的化学成分。

它是一种原位或近红外光谱分析技术，在短的时间内可以获得精确的二维红外光谱数据。

这种技术对于各种化学分析及其他工业应用都有重要的意义。

二维红外光谱分析是一种非破坏性分析技术，可以用来识别和分析各种物质的化学成分。

它使用红外光谱仪来分析物质的组成，可以快速有效地获取准确的结果。

整个分析过程中，红外光谱仪通过检测样品中不同波长的光谱，获得相应的结果。

通过二维红外光谱，可以准确获得样品的物理结构以及它的化学性质。

二维红外光谱的优点很多，它是一种非破坏性分析技术，不会破坏原始样品，这种技术的精确度很高，可以检测出分子的构型信息以及判断物质的固液态和各种复合物的组成。

同时，由于技术的自动化操作，可以节省大量时间，它可以在短时间内实现高效率的分析。

此外，二维红外光谱可以用于化学分析，细胞分析，蛋白质分析，及各种材料分析，比如汽油，润滑油，燃料油等有机物分析等。

同时，也可以用来检测食品中的元素组成，比如糖，蛋白质，脂肪，矿物质等。

它还可以用于环境污染的检测，比如检测空气中的有毒气体成分，以及土壤中的重金属等有毒物质。

二维红外光谱是一种重要的分析技术，它可以应用在许多不同的领域，具有广泛的应用前景。

如今，它已经在工业，医学，农业等各个领域发挥着重要的作用，可以快速，准确，安全地分析物质的组成结构以及它的性质特征。

随着红外技术的不断发展，未来二维红外光谱肯定会发挥更大的作用，以适应日渐增长的工业和应用需求。

总而言之，二维红外光谱技术作为一种重要的分析技术，一直以来在各种应用领域都发挥着重要作用。

它具有强大的分析能力，可以快速，准确，安全地检测样品的组成物质和它们的性质。

也许未来在更多的领域，二维红外光谱将会发挥更大的作用，为解决更多的工程应用问题作出贡献。

二维相关红外光谱及其应用解读

二维相关红外光谱及其应用1 引言二维相关光谱是一种实验设计与数据处理相结合的分析技术。

对于每一种样品体系，需要根据研究目的，设计合适的实验方案，通过对样品施加特定的微扰(包括机械拉伸力、温度、压力、浓度、磁场、光照等)，诱导光谱信号产生动态变化，对一系列的动态谱图进行相关分析计算，便得到二维相关谱图(图1)。

二维相关谱图反映的是样本中各种组成成份或者微观结构单元相应于外界微扰的变化情况，以及这些变化之间相互的联系。

目前应用最广泛的是以温度为变量的二维相关红外光谱技术。

2 二维相关光谱的特性二维相关光谱可用三维立体图或二维等高线图进行可视化显示，便于直观地对二维信息进行解析。

在二维相关光谱的等高线图中，z坐标轴值用x-y平面中的等高线表示。

同步相关光谱代表两个动态红外信号之间的协同程度，它是关于主对角线对称的。

相关峰在对角线和非对角线区域均会出现。

在对角线上有一组峰，它是动态红外信号自身相关而得到的，所以称为自动峰。

自动峰总是正峰，它的强度代表外扰引起的变化程度。

强的自动峰对应于动态谱中强度变化较大的区域，而保持不变的区域则显示出非常小或没有自动峰，这与微观环境对官能团运动的影响是密切相关的。

在二维相关图中(见图1)，以圆圈的个数代表Φ(ν1,ν2)的绝对值。

在坐标(A,A)，(B,B)，(C,C)和(D,D)处的自动峰分别具有2，1，4和2个圆圈，表明(C,C)处的自动峰最强，而(B,B)处的自动峰最弱。

二维同步相关光谱中位于主对角线以外的峰叫做交叉峰，它显示扰动发生过程中ν1和ν2处的强度变化的相关变化。

为了便于观察自动峰和交叉峰的强度的相关变化，可以构造一个相关正方形，把对角线上的自动峰和两侧的交叉峰连贯起来。

所以A和C，B和D是同步相关的(图1a)。

交叉峰的符号既可为正也可为负。

如果发生在ν1和ν2处的强度变化是同一方向的，那么Φ(ν1,ν2)为正；反之，如果发生在ν1和ν2处的强度变化是沿着相反方向的，那么Φ(ν1,ν2)为负。

温度对β-胡萝卜素二维相关红外光谱的影响

温度对β-胡萝卜素二维相关红外光谱的影响卢明倩;黄桂媛;王巧贞;许超;黄庶识【摘要】Abtract:[Objective]The aim of this study is to analyze the interaction between the different groups ofβ-carotene in the heating process.[Methods]Two-dimensional correlation spectrosco-py was applied to study the dynamic spectral changes ofβ-carotene from 30℃ to 100℃.[Re-sults]The changes of absorption characteristic peaks ofβ-carotene were inconspicuous in the conventional FTIR spectra and second derivative FTIR spectra during 30℃ to 100℃,which in-dicated that they had no oxidation reation.Two-dimensional correlation analysis showed that the changes of absorption peaks at 968 cm-1 ,1 442 cm-1 ,2 9 6 6 cm-1 and 3 0 1 2 cm-1 were more sen-sitive to temperature.Meanwhile,the order of different groups changes induced by temperature were as follows:the spectral changes of methyl-ene were faster than methyl,the spectral changes of methyl C-H symmetric stretching vibration in low wavenumber were faster than methyl anti-symmetric stretching vibration in high wavenumber,and olefin hydrocarbon symmetric stretching vibration were prior to olefin hydrocarbon anti-symmetric stretching vibration.[Con-clusion]This provides experimental basis for the mechanism of the conformational change ofβ-carotene in heating process.%【目的】了解在升温过程中β-胡萝卜素分子内不同基团之间的相互影响。

二维红外光谱

二维红外光谱
二维红外光谱（2D IR spectroscopy）是一种用于分析化学体系中分子间相互作用的新型光谱技术。

它为研究特定分子组成的分子组合体（例如蛋白质）提供了全新的思路，能够更快、更准确地显示出蛋白质内部的结构特征和功能信息。

二维红外光谱是一种在光谱分析中应用非常广泛的技术，可以用来对大分子的结构进行精确分析。

它通过测量分子频率和强度之间的关系，来揭示大分子结构的信息，从而帮助科学家们更好地理解大分子的内部结构。

二维红外光谱所涉及到的原理主要是红外振动，它是由分子中的键和受力点的振动所引起的。

当分子被一个外部的电磁场所作用时，它将会产生一种称为“红外振动”的效应，即分子中的原子根据电磁场的作用，在各自的方向上产生振动。

该振动有一个固定的频率，而这个频率是由分子结构所决定的，因此，通过测量红外振动的频率，就可以获得分子结构的信息。

二维红外光谱也可以称为“时域分辨红外光谱”，它可以用来实现对大分子结构的连续测量，其基本原理是：利用一个相关的激光场，在两个不同的时间点上测量红外振动的强度，从而实现对大分子的连续测量。

二维红外光谱的应用非常广泛，它可以用来研究大分子的结构特征，以及分子之间的相互作用，还可以用来研究蛋白质的结构，从而有助于更好地了解蛋白质内部的结构特征和功能信息。

此外，这种技术还可以用来研究其它大分子的结构，例如核酸分子，以及大分子复合体，这有助于更好地理解这些分子的结构和功能，从而有助于研究许多生物体系。

总之，二维红外光谱是一种研究大分子结构和功能的重要工具，可以用来实现对大分子的精确测量，从而有助于更好地理解蛋白质和其他大分子的结构和功能。

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二维红外光谱

二维相关红外光谱及其应用解读

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