导读:本文包含了活性硫论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:荧光探针,二氧化硫,生物硫醇,同时区分
活性硫论文文献综述
尹国兴[1]（2019）在《检测活性硫物种的荧光探针的设计、合成与应用》一文中研究指出半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)是哺乳动物细胞中含量最丰富的小分子含巯基氨基酸(生物硫醇),它们的结构与化学性质非常相似,但是在细胞或血清中的浓度与生物学功能却截然不同,含量异常会导致心血管系统疾病、阿尔茨海默病和细胞氧化还原稳态失衡。二氧化硫(SO_2)是Cys的代谢物,具有保护心血管系统和抗菌等重要作用。因此,发展简单可靠的荧光探针同时区分、定量检测细胞或血清中的生物硫醇,实时监测它们的产生、浓度变化及代谢等过程具有重要意义。本论文的主要内容如下:1、设计并合成了一种双发射、线粒体靶向的SO_2荧光探针Mito-PTB。基于分子内电荷转移(ICT)和聚集诱导发射(AIE)机制,以菲并咪唑和花菁模块实现双通道荧光增强和线粒体靶向性。探针Mito-PTB可快速高灵敏度检测SO_2衍生物,在不同的激发波长下发射450 nm和605 nm的蓝光和红光,成功用于活细胞线粒体中SO_2衍生物的双色荧光成像分析。2、设计并合成了一个多反应位点的多信号荧光探针BCC用于同时区分Cys、Hcy和GSH。利用叁种生物硫醇中巯基与氨基的空间距离不同,以4-氯代香豆素衍生物和苯并噻唑-2-乙腈合成了具有四个不同空间距离的反应位点的探针BCC,可同时区分Cys(λ_(ex)/λ_(em)=360/457 nm)、Hcy(λ_(ex)/λ_(em)=480/559 nm)和GSH(λ_(ex)/λ_(em)=400/529 nm),成功用于不同细胞中外源性Cys、Hcy、GSH和内源性Cys、GSH的同时区分荧光成像分析。3、设计并合成了一个多信号荧光探针1用于同时可视化细胞中内源性的Hcy、Cys、GSH及其相互转化。探针以香豆素为荧光团,含有提高荧光量子产率的N,N-二丙氨基环结构和改善水溶性的乙酸乙酯基团,实现了高灵敏度、高选择性同时区分Hcy(λ_(ex)/λ_(em)=375/467 nm)、Cys(λ_(ex)/λ_(em)=400/503 nm)和GSH(λ_(ex)/λ_(em)=500/568 nm),成功用于同时可视化细胞中内源性的Hcy、Cys、GSH及其相互转化。(本文来源于《湖南师范大学》期刊2019-06-01）
李焕杰[2]（2019）在《活性硫烷硫的荧光特性及生理功能研究》一文中研究指出硫化氢(H2S)是一种新型的气体信号分子,参与生物体内多个生理过程,包括凋亡、血管稳态和再生、神经传递调节、细胞保护以及炎症调节等方面。H2S在体内可以转化为硫烷硫,二者通常共存,最近的很多研究表明,在某些生物学现象中,可能硫烷硫才是潜在的信号分子。硫烷硫(sulfane sulfur)在体内普遍存在,扮演着调节和抗氧化的角色,主要包括有机过硫化物(R-SSH),有机多硫化物(R-SSnH或RSSnR,n≥2)和无机多硫化物(H2Sn,n≥2)叁类。硫烷硫和硫醇有很大的不同,后者主要表现为亲核性,而硫烷硫既有亲核性又有亲电性。硫烷硫可由H2S的硫氧化途径、半胱氨酸或N-乙酰半胱氨酸的代谢途径产生,其中间产物GSSH是线粒体和异养细菌硫化物氧化途径中的关键产物。活性硫烷硫通过对细胞内功能蛋白的半胱氨酸残基进行修饰,形成过硫化物(R-SSH)的形式后改变酶活,或以信号传递的方式调节生物体的活性,从而影响生理过程。硫氰酸酶(rhodanese),广泛存在于多种细胞内,催化机制之一就是通过形成酶的中间体R-SSH,将硫烷硫从硫代硫酸盐转移给氰化物从而达到氰化物解毒的目的。越来越多的证据表明活性硫烷硫在体内的重要性,而更好地了解与生物密切相关的硫烷硫的生化特性将有助于推动这一领域的进一步发展。目前用于硫烷硫的检测方法有很多,包括硫化学发光法、离子色谱法、多硫化物(polysulfides,H2Sn)衍生物的高效液相色谱分析和H2Sn敏感荧光染料的应用。这一类的方法都是基于化学反应来检测,目前还未见一种能够实时探测活性硫烷硫的非化学反应方法报道。H2S的浓度至关重要,其生物毒性表现为明显的剂量效应,高浓度的H2S会对线粒体中细胞色素c氧化酶(cytochrome c oxidase)的活性产生抑制作用,进而影响电子传递,抑制呼吸作用等。有些异养细菌能够氧化硫化氢生成多硫化物(在硫醌氧化还原酶SQR和过硫化物双加氧酶PDO的作用下),进一步氧化成亚硫酸盐和硫代硫酸盐,氧化代谢产物的毒性则远小于H2S。Cupriavidus pinatubonensis JMP134是 β-变形菌纲的革兰氏阴性菌,在芳香族化合物降解方面和生物技术等方面应用广泛。课题组的前期研究发现,JMP134中存在一个硫氧化基因簇pdo-sqr,操纵子受到上游Fis家族的σ54依赖型转录因子FisR的调控。FisR具有增强子蛋白bEBP的典型结构,蛋白内部分为叁个结构域,R结构域的叁个半胱氨酸是感应硫烷硫的关键调控位点;AAA+结构域具有水解酶活性,D结构域可以和启动子上游的序列结合。但FisR的调控模型尚不清楚,结构域之间如何相互作用也不确定。为了解决以上问题,本文开发了一种快速、灵敏的荧光扫描光谱法对硫烷硫的荧光特性、FisR的调控机制及RhoD的催化功能开展以下研究内容:1.用荧光分光光度计设置同步扫描激发光和发射光,对硫烷硫进行荧光同步扫描光谱(resonance synchronous spectroscopy,RS2)的研究。通过对 14种含硫化合物的荧光同步扫描结果分析发现,只有当分子内部含有亲电形式的S=S时,硫烷硫才有RS2的特异性光谱;用RS2的方法,可以用于硫烷硫的生化性质的分析,如pKa的测定,反应动力学速率测定,小分子蛋白过硫化物pH依赖的硫烷硫活性等。依据这一发现,对无机多硫化物的生化特性进行了研究,研究结果显示无机多硫化物在低浓度下极不稳定,在生理条件(pH7.4)下,会和胞内的GSH快速发生反应,半衰期约为1min。质子化的GSSH是亲电体,具有荧光同步光谱的特征峰。解离的GSS'是亲核体,易被氧化,不具备该特征峰。利用该特性确定了 GSSH的解离常数pKa为6.9。在pH7.4条件下,GSSH/GSS'和H202的二级反应速率比H2S/HS'和H202高50倍,说明类似于GSSH/GSS'的活性硫烷硫可能在胞内起主要的抗氧化作用。半胱氨酸的过硫化修饰是细胞内蛋白的常见修饰形式,参与了多种代谢过程,以负责氰化物解毒的两种硫氰酸酶RhoD为模型,研究了蛋白活性位点口袋的功能,结果显示半胱氨酸在胞内的过硫化修饰状态也存在两种形式:a.去质子化的形式(R-SS-),不显示RS2特征峰,不能和亚硫酸盐反应;b.质子化形式(R-SSH),有RS2特征峰,可以和亚硫酸盐反应生成硫代硫酸盐。用RS2的方法对大肠杆菌及其重组菌进行了全细胞分析,研究结果发现,荧光同步扫描RS2光谱的形状、强度和硫烷硫的种类、浓度及缓冲体系pH都密切相关,这在一定程度能够揭示活性硫烷硫在胞内分布的物质种类和相对含量。RS2是一种利用物质的荧光特性快速、灵敏、简便的测定活性硫烷硫的方法,可以揭示活性硫烷硫的新的生化性质,利用该方法测定的GSSH的pKa、动力学反应参数、H2Sn在不同pH值下的分布等,有望填补硫烷硫研究领域的空白。2.硫氧化途径是异养菌C pinatubonensis JMP1 34产生硫i烷硫的重要来源之一,我们发现了一种新的依赖于σ54的转录因子,它既是硫化物感应器,又是JMP134中硫化物氧化途径的转录调节因子。当胞内多余的H2S转化为多硫化物时,FisR激活σ54依赖的操纵子转录,来降低H2S的浓度,减少对细胞的毒害作用。我们首先确定了 FisR蛋白的叁个半胱氨酸是感应多硫化物的关键位点,进一步研究了 FisR结合在pdo-sqr 操纵子上游的具体位点及其通过ATP水解酶活性激活下游基因转录的方式。转录因子可以通过多种方式调节自身的聚合状态,常见的调节方式有D结构域结合在操纵子上游或R结构域的磷酸化。FisR转录因子的蛋白聚合是依赖R结构域的,蛋白表达后随即形成六聚体结合在JMP134的pdo-sqr操纵子上游的调控区:大多数σ54依赖型调控因子对于AAA+结构域的水解酶活性是负调控的,而我们的研究证明FisR属于多硫化物激活后的正调控。针对以上研究结果,提出了 FisR转录因子对外界硫化物压力产生快速应答的“待命状态”模型,该模型的核心机制是:本底表达的少量SQR蛋白将外源多余的硫化物转化为多硫化物(Km值较低,反应易发生),激活FisR转录因子,FisR通过自身的水解酶活性起始下游基因的转录。从生物信息学的角度分析FisR同源的调控蛋白可能是含有pdo-s科r基因簇的异养菌抵抗外界环境中硫化物压力的一个共同的策略。3.酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是研究的比较多的模式生物,在利用硫代硫酸盐为硫源生长时比利用硫酸盐时产生更多的酒精。S.cerevisiae.的细胞内有五种硫转移酶,分别是Rd11、Rd12、Tuim1、Ych1和Uba4,其中Rd11和Rd12负责将硫代硫酸盐的硫烷硫转移给硫受体形成过硫化物和亚硫酸盐,Tuim1(tRNA-thiouridine modification protein 1)在Urm1 系统的硫转移过程中起着重要的作用。DUF442是Cupriavidus pinanibonensis JMP134 中CpSQR(硫醌氧化还原酶,Reut 3588)的一个结构域,不但具有硫氰酸酶的性质,还在硫氧化系统中参与硫化物的代谢,一方面它能加速SQR的产物多硫化物和GSH的反应速度,另一方面催化GSSH和S032'的反应。DUF442结构域由128个氨基酸组成,其中有2个半胱氨酸残基,分别位于34位和94位,只有94位的半胱氨酸为保守的活性位点。将与GSSH孵育后的DUF442蛋白进行质谱鉴定,结果显示34位和94位的半胱氨酸都会被修饰,且修饰的蛋白过硫化物在pH7.4条件下能够检测到明显的荧光同步光谱,但94位半胱氨酸突变的DUF442突变体没有荧光光谱。利用RS2的方法测定了 Cys34-SSH的pKa为6.29。因此在生理条件下,只有野生型的和34位半胱氨酸突变的C94-SSH才能将硫烷硫转移给亚硫酸盐形成硫代硫酸盐。以 Rd12 和 DUF442 为研究模型,分别选择 Saccharowyces cerevisiae(PDB ID:3DIP,分辨率0.98 A,相似性40%),和 Neisseriaa meningitidis z2491(PDB ID:2F46,分辨率1.41 A,相似性39%)的结构为模板进行了 3D同源建模的结构预测和生物信息学分析,发现RhoD蛋白的催化活性位点呈口袋形状,保守的半胱氨酸位于口袋的底部,周围的碱性氨基组成了一个强静电场结构,因此蛋白过硫化物protein-SSH在口袋内部会呈现质子化状态,而不会解离成protein-SS-的形式,因此具有RS2荧光同步扫描光谱和亲电性。本文首次解析了Rd12过硫化物(RhoD-SSH)的晶体结构,分辨率为2.47 A,RhoD-SSH是硫转移反应的关键中间体,精氨酸残基对催化位点起关键作用,突变后会显着影响RhoD的酶活性,thiosulfate孵育的Rd12蛋白的质谱鉴定结果显示Rd12的氨基酸被过硫化修饰形成Rd12-SSH的形式,和复合物蛋白晶体结构的分析结果一致。综上,本论文分析了活性硫烷硫的代表化合物,包括多硫化物和过硫化物的理化性质和荧光特性等,并对与硫烷硫密切相关的代表性蛋白(硫代谢调控蛋白和硫转移蛋白)在体内的生理功能进行了研究,为进一步揭示硫烷硫在生物体内参与调节作用和信号传递的机制提供理论依据和技术支持。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-20）
李凯[3]（2019）在《E. coli MG1655中硫化氢和活性硫烷硫的产生及生理功能研究》一文中研究指出硫(sulfur)是一种含量丰富的,具有多种化合价位,化学符号为S的非金属元素。在自然环境中,单质硫会形成具有化学式S8的环状八原子分子。元素硫在室温条件下是亮黄色结晶固体。在化学上,其可与除金,铂,铱,碲和稀有气体之外的所有元素反应。以质量计,硫是宇宙中第十大常见的元素,是地球上第五大常见元素。地球上的硫通常以硫化物和硫酸盐矿物的形式存在。元素硫可用于制造火柴,杀虫剂和杀真菌剂。硫是所有生命体必不可少的元素,它是生物化学功能所需的核心化学元素之一,是所有生物体的元素中的常量营养素。元素硫会以各种各样的硫化物形式参与到生物体的生命进程中。近年来,硫化氢(H2S)被认为是继NO,CO之后的第叁类气体信号分子,可以参与细胞内的信号传递等生理功能。适当浓度的H2S可以参与调控血管舒张或收缩,抗炎症和抗氧化,甚至可以抑制细胞凋亡;而过高浓度的H2S也可以抑制机体代谢。在有关哺乳动物细胞的研究中,H2S可以抑制呼吸链进而干扰动物呼吸系统乃至中枢神经系统的正常功能,也可以抑制细胞色素c的功能,影响生物正常代谢。但H2S并不具备直接和-SH反应生成过硫化物的能力,因此被质疑不能直接行使信号分子的功能。活性硫烷硫有比H2S更好的生物学活性,具有更强的亲核性质和单电子还原剂活性。和H2S相比,活性硫烷硫更具有作为信号分子的潜力。长久以来,H2S都被作为含硫化物发挥生理功能的主体对象,而一直忽略了活性硫烷硫可能在其中起到的作用。H2S和活性硫烷硫经常共存是难以精确区分其产生和功能的主要原因。一方面H2S容易被O2氧化或与含二硫键的小分子物质发生化学反应生成活性硫烷硫;还可以在硫化物氧化酶如硫醌氧化还原酶(SQR)和黄素细胞色素c-硫化物脱氢酶(FCSD)作用下生成活性硫烷硫。另一方面活性硫烷硫在还原性巯基存在的条件下可以生成H2S,导致活性硫烷硫发挥活性时产生一定量的H2S副产物。H2S更容易被观察和检测到,因此错误的将活性硫烷硫的作用归功于H2S,所以很多证明H2S具有生理功能的实验中可能是活性硫烷硫在其中发挥了作用。为了探讨H2s和活性硫烷硫在生物体内的产生和功能,本文以模式菌株E.coli MG1655作为对象进行了一系列的研究。首先我们使用E.coli MG1655静息细胞代谢不同的含硫化合物,实验结果证明L-半胱氨酸是E.coli MG1655胞内H2S和活性硫烷硫的最适代谢底物。高浓度的L-半胱氨酸对细胞来说具有一定的毒性,因此其在胞内的浓度是被严格控制的。细胞中L-半胱氨酸的浓度一般在200 μM左右,大多数细胞中L-半胱氨酸会以GSH的形式储存,其浓度可以达到10 mM。有研究表明E.coli MGl1655可以通过半胱氨酸脱硫氢酶(CDs,包括TnaA,MetC,MalY,CysK,CysM和YhaM)途径和L-半胱氨酸氨基转移酶欧联3-巯基丙酮酸硫转移酶(CAT/MST)途径代谢L-半胱氨酸生成H2S。我们比较了不同的培养条件下CDs和CAT/MST途径对L-半胱氨酸降解的重要性。发现在不同的营养条件下,E.coli对高浓度L-半胱氨酸的解毒策略有所不同。在营养丰富的条件下,E.coli主要通过氨基酸降解蛋白TnaA控制L-半胱氨酸的胞内浓度;在寡营养条件下,E.coli主要通过CAT/MST途径加速L-半胱氨酸向其他氨基酸的转化来降低其浓度。我们也尝试通过敲除L-半胱氨酸代谢基因获得不积累H2S的E.coli,结果并没有成功,说明E.coli有一套复杂的H2S积累机制。经过敲除相关L-半胱氨酸代谢基因,我们得到了 H2S积累量显着增加的菌株E.coli △cysK,H2S积累量显着减少的菌株E coli △cysM,H2S积累量无显着变化的菌株E.coli △sseA。CysK作为主要的利用H2S合成L-半胱氨酸的途径,其缺失导致H2S的积累增加,而CysM途径的缺失意外的使得H2S积累量的轻微降低,其他L-半胱氨酸降解途径对E.coli的H2S积累量影响有限。我们比较了CDs和CAT/MST途径代谢L-半胱氨酸产生H2S机制上的异同。发现在CDs和CAT/MST途径代谢L-半胱氨酸的反应体系中都可以检测到H2S的产生,但是二者的催化机制并不相同。CDs在降解L-半胱氨酸的过程中并不会有活性硫烷硫的生成,而是通过α,β-消除,β-替代或α-氢交换机制催化L-半胱氮酸降解,并生成丙酮酸,H2S和NH3。而CAT/MST途径代谢L-半胱氨酸的直接催化产物是活性硫烷硫,H2S的产生仅仅是活性硫烷硫和多余巯基自发反应的产物。从催化机制上讲,MST和SQR更加相似,MST和SQR的催化活性中心都是半胱氨酸残基,在催化相应底物时都可以在活性中心形成半胱氨酸过硫化物甚至是硫烷硫长链,这个过程中二者都催化了-2价S向0价S的转化。它们还可以将其上的活性硫烷硫转给适当的受体,形成多种多样的含有活性硫烷硫的物质。因此我们认为MST应当和SQR 一样被归类为活性硫烷硫产生酶,而不是H2S产生酶。此外,体外实验表明在没有其他硫受体的情况下,MST可以催化MP生成一定量的S8。但是当含有其他小分子硫醇物质RSH情况下,会生成一系列的RSSnH,并不会有S8的积累。在生理条件下,E.coli MG1655中含有丰富的硫醇物质可以作为活性硫烷硫受体,因此不具备生成S8的客观条件。无论是在体外的酶促实验,还是全细胞代谢L-半胱氨酸实验中,高浓度α-KG可以抑制CAT的活性降低CAT/MST途径对L-半胱氨酸的降解速率。作为辅酶的PLP对CAT/MST途径并没有表现出高浓度抑制效应。CAT/MST的缺失途径虽然不会影响E.coli的H2S积累情况,但是显着降低了细胞内每毫克蛋白所含有的活性硫烷硫含量。为了评估MST在细菌中的重要性,我们评估了 MST在细菌中的保守性和分布情况。结果表明目前已经测序的细菌中有48.2%的基因组含有MST基因,比仅有20.6%左右细菌中含的SQR分布更为广泛。在含有MST的菌株中,97%的菌株中只有一个MST基因;89.2%MST分布在六个门中:其中Gammaproteobacteria 占了 45.4%,Betaproteobacteria 占了 18.3%,Alphaproteobacteria 占了 12.3%,Bacilli 占了 7.3%,Corynebacteriales 占了 6.0%,Streptomycetales占了 1.9%。MST蛋白结构同源性比较低,这与硫转移酶蛋白结构的特点相一致。我们在基因敲除实验中分别得到了 H2S积累量显着增加的菌株E.coli △cycsK,H2S积累量显着减少的菌株E.coli △cysM,H2S积累量无显着变化的菌株E.coli△sseA。这些菌株为我们研究H2S或活性硫烷硫在生理条件下可能的功能提供了研究素材。我们的实验结果表明,在E.coli合成L-半胱氨酸的过程中,CysK和CysM是一种协作竞争关系。CysK和CysM均可以利用H2S合成L-半胱氨酸,因此它们在底物利用上存在一定的竞争关系。在L-半胱氨酸合成方面,二者协同作用维持胞内L-半胱氨酸的含量稳定,任何一方的缺失不会显着导致胞内L-半胱氨酸的减少,但当二者全部缺失会导致胞内L-半胱氨酸的含量的显着降低,甚至抑制细菌的生长。但是E.coli △cysK和E.coli △cysM在H2S积累变化的表型上呈现出了相反的结果,因为二者之间具有一定的竞争关系,即在生理条件下CysK和CysM的功能都可以利用H2S合成L-半胱氨酸,这其中CysK是利用H2S合成L-半胱氨酸的主要途径,CysM是其补充途径。有关于H2S和活性硫烷硫在信号传递方面的争议一直存在。有人认为H2S不具有与硫醇基团(-SH)直接反应的能力,但是活性硫烷硫可与-SH反应生成-SSH,具有良好的信号传递基础。此外和H2S相比,活性硫烷硫具有更好的还原性能力,在一定条件下和H2O2反应更加迅速。有研究表明小分子多硫化物(GSSH,Cys-SSH)的抗氧化能力是其巯基小分子抗氧化能力的10-100倍。实验中E.coli△cysK和E.coli △cysM的H2S积累量的变化并没有影响菌株的抗氧化能力,E.coli △sseA 菌株的胞内每毫克蛋白中所含有的活性硫烷硫含量显着减少伴随着抗氧化能力的显着降低。将可以氧化H2S生成活性硫烷硫的SQR转化入E.coli,得到E.coli(CpSQR)菌株的抗氧化能力显着提高。这些结果都说明活性硫烷硫在抗氧化过程中起到了举足轻重的作用。在GSSH和H2O2反应过程中,我们首次发现了亚硫酸盐和硫代硫酸盐的生成,以此为基础我们提出了新的活性硫烷硫抗氧化机制。此外通过检测H2S积累量变化菌株在抗生素压力下的生长情况,我们的结果并不支持H2S是广谱的抗生素耐受性物质。本文通过比较E.coli中H2S和活性硫烷硫的产生和功能的差异,明确了活性硫烷硫在抗氧化等方面的重要性,提出了新的活性硫烷硫的抗氧化机制,为进一步的研究H2S和活性硫烷硫的功能奠定了一定的理论基础。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-20）
马锡杰[4]（2019）在《原油中硫化物的测定方法及活性硫分布研究》一文中研究指出针对中国石化齐鲁分公司原料——胜利高硫高酸混合原油的硫含量情况,对原油中硫的存在形态以及转化产物及其危害性进行过程分析,并对各种形态硫的定性、定量测试提出了相应的建议。(本文来源于《齐鲁石油化工》期刊2019年01期）
周爽[5]（2019）在《基于萘酰亚胺-吲哚荧光母体活性硫探针的设计合成及其性质研究》一文中研究指出荧光探针具有高的灵敏度和优良的选择性,被广泛应用于荧光传感和医疗诊断等生命科学研究领域,因此开发出性能优越的新型荧光探针具有深远的意义。由萘酰亚胺和吲哚杂化的荧光染料TPFC4具有较长的发射波长(红色荧光)和较大的Stokes位移(大于100 nm),是构建荧光探针优选的母体结构。本文以染料TPFC4为母体,设计合成了叁种活性硫荧光探针,对苯硫酚特异性识别的荧光探针TPFC-DNB,能区分检测巯基氨基酸与非巯基氨基酸的荧光探针TPFC-DNBS,可以区分GSH与Cys/Hcy的荧光探针TPFC-SePh。具体内容如下:(1)以2,4-二硝基苯基(DNB)为苯硫酚的识别基团,与荧光染料TPFC4通过醚键连接构建出探针TPFC-DNB。由于识别基团与荧光母体间的光诱导电子转移(PET)过程,使探针的荧光淬灭。当苯硫酚与探针反应时,发生亲核取代反应,识别基团离去,PET过程受到抑制,荧光得到恢复。探针TPFC-DNB在应用过程中表现出了大Stokes位移(140 nm),红光发射(590 nm),优异的选择性和较低的检出限(36 nM)以及快速的响应,并且成功应用于活细胞中苯硫酚的检测。(2)以2,4-二硝基苯磺酰基(DNBS)为识别基团构建了荧光探针TPFC-DNBS,由于识别基团与染料TPFC4之间的PET过程而使探针无荧光。在与巯基氨基酸(Cys、Hcy和GSH)的作用下,磺酰酯键断裂,释放出染料TPFC4,发射出强烈荧光信号。探针TPFC-DNBS的发射波长在590 nm,Stokes位移为137nm,并且能成功检测活细胞内源性和外源性的巯基氨基酸。(3)以苯硒醚为识别基团,结合香豆素与TPFC4构建了荧光探针TPFC-SePh,该探针能够将GSH与Cys、Hcy及其他氨基酸区分开。GSH与识别基团发生亲核取代反应,苯硒基的部分离去,产生强烈荧光信号;Cys/Hcy与探针反应,识别基团离去后产物继续发生分子内重排反应,致使发射出弱的荧光信号。该探针检测过程中的发射波长为570 nm,Stokes位移为120 nm,表现出高选择性和强抗干扰性。(本文来源于《郑州大学》期刊2019-03-01）
李时春,邓辉,肖罡,许伟[6]（2018）在《活性硫对高功率激光焊接焊缝成形的影响》一文中研究指出文中试验研究了在万瓦级高功率光纤激光焊接厚板过程中添加表面活性硫粉对焊缝成形的影响及对焊缝微观组织的影响.结果表明,表面活性硫粉的添加增加了熔池的浸润性和流动性从而形成了更长的焊接熔池.负离焦焊接时,活性硫粉能增加焊缝熔深,且不受焊接速度的影响;而正离焦焊接时活性硫粉能增加焊缝熔宽.高功率激光焊接过程能细化焊缝金相组织,且促使焊缝中铁素体比重增加;硫粉的添加则进一步促进了焊缝金相组织的细化及铁素体比重的增加.(本文来源于《焊接学报》期刊2018年10期）
郭婧潭,霍韬光,刘求,付忠星,张颖花[7]（2018）在《大鼠灌服雄黄后血浆中活性硫药动学及雄黄排泄研究》一文中研究指出目的:测定大鼠灌服雄黄后血浆中活性硫的药动学特征及雄黄的排泄规律。方法:采用高效液相色谱法测定大鼠灌胃给予(0. 5 g/kg)雄黄后活性硫的药动学参数;采用显微定量法测定雄黄的排泄规律。结果:灌胃给予大鼠雄黄0. 5 g/kg,血浆中活性硫的达峰浓度为(3. 23±0. 2)μmol/L,达峰时间为180 min,消除半衰期为(363±78) min,AUC0-∞为(1638±456) ng·h·m L~(-1),灌胃48 h后雄黄总排泄率为89. 6%。结论:雄黄中的硫可作为活性硫供体,引起血浆中活性硫水平的改变;雄黄不能被机体完全吸收,大部分以原型形式排出体外。(本文来源于《中华中医药学刊》期刊2018年10期）
杨志广,张璐瑶,陈亚红,李运林[8]（2018）在《线粒体内活性硫有机荧光小分子探针研究进展》一文中研究指出该文综述了近年来有机单、双光子线粒体内H_2S、SO_2、巯基、多硫化氢及苯硫酚活性硫物种(RSS)荧光探针研究现状,重点讨论了荧光探针选择性、灵敏度、识别机理、细胞毒性以及生物监测成像等方面的性能,并提出这类荧光探针存在的问题以及未来的发展趋势,旨在为构建新型线粒体荧光探针和进一步剖析线粒体内RSS的细胞学功能提供重要的理论和实践意义。(本文来源于《精细化工》期刊2018年06期）
霍韬光,郭婧潭,张颖花,刘求,付忠星[9]（2018）在《柱前衍生化-高效液相色谱法测定大鼠灌服朱砂后血浆中活性硫的药动学特征》一文中研究指出目的测定朱砂给药后活性硫的药动学特征。方法建立单溴二胺(MBB)柱前衍生化-高效液相色谱法测定朱砂灌胃后大鼠血浆中活性硫水平的方法,并将该法用于大鼠灌服朱砂后血浆中活性硫的药动学研究。结果大鼠血浆中活性硫在0.25~15μmol/L范围内线性关系良好(r>0.99),定量限和检测限分别为0.1μmol/L和0.02μmol/L,方法的日内、日间精密度分别小于4.4%、3.5%,准确度为-9.9%~6.0%,平均回收率为74.9%。灌胃给予大鼠朱砂0.6 g/kg,血浆中活性硫C_(max)为(1.33±0.13)μmol/L,t_(max)为(150±34)min,t_(1/2)为(323±62)min,AUC_(0-∞)为(5743±297)ng/m L·h。结论本研究建立了灵敏、专属、准确的柱前衍生化-高效液相色谱法测定血浆中活性硫含量的方法,可用于朱砂灌胃大鼠血浆中活性硫的动力学特征研究。(本文来源于《中国中医药信息杂志》期刊2018年03期）
窦昆[10]（2018）在《基于比率型分子探针的活性硫、氧、碳、物种分析》一文中研究指出活性硫(RSS),活性氧(ROS)及活性碳(RCS)等生命小分子在细胞增殖、细胞保护、机体氧化还原平衡调解、生命体生长发育及信号传导等一系列生理和病理过程中扮演着重要角色。然而,很多疾病如氧化性损伤,神经退行性病变等都与这些小分子的含量密切相关。作为代表性的活性硫物种(RSS),二氧化硫(SO_2)在机体抗氧化、信号传导及细胞保护中发挥潜在作用。同时,二氧化硫(SO_2)还以抗氧化代谢产物的形式出现在生命体中。次氯酸(HClO)为重要的活性氧物种,在免疫系统防御及抗菌等方面起着至关重要的作用。过量的次氯酸会消耗体内抗氧化物质,破坏原有氧化还原平衡,造成细胞膜蛋白损伤、线粒体通透和细胞凋亡。作为一种活性碳物种(RCS),甲醛在人们记忆存储等方面起着重要作用。然而,甲醛还作为一种有害气体和致癌物质危害着人类健康。研究表明,长期暴露在高浓度甲醛的环境中会阻碍机体生长和生殖发育。此外,细胞内过量的甲醛还会改变蛋白功能结构导致细胞功能性障碍。更为严重的是,当甲醛与细胞内活性氧自由基结合后会加剧细胞的氧化损伤。近年来,人们已广泛讨论了活性小分子的部分生理功能和致病机理,但是有关这些小分子生物功能方面的研究仍有很大的探索空间。因此,开发在细胞/活体水平对待测物实时可视化检测的方法显得尤为重要。与传统检测技术比较,荧光成像技术具有非损伤、高分辨、实时可视化检测及生物体内部成像等优点。近年来,以近红外波长为激发的双光子荧光探针具有对机体组织更深的穿透深度、光毒性小及低背景干扰等优点而广泛应用于小分子检测。此外,高量子产率的比率型荧光探针能够消除背景干扰,因而被广泛应用于生物分子检测。到目前为止,许多用于细胞及活体内二氧化硫或次氯酸检测的荧光探针已被广泛开发,但是依然缺乏二氧化硫及次氯酸连续双响应的分子探针。近年来,对甲醛分子响应的探针迅速发展,但仅限于检测识别阶段。针对这些小分子,我们设计合成了叁种荧光探针,从而实现了对二氧化硫、次氯酸及甲醛分子的检测和相关病理学模型的探究。以下为具体内容:1)设计合成了对二氧化硫和次氯酸双响应的比率型荧光探针2-(4-(1-甲基-菲[9,10-d]咪唑-2-基)-亚苄基)丙二腈(MPIBA)。该探针以活化的碳碳双键为反应位点。双键分别与二氧化硫和次氯酸发生亲核加成及氧化反应使探针结构发生变化,从而导致探针荧光波长位移。探针对二氧化硫响应60 s内完成,检测限为3.5 nM;探针对次氯酸响应在数秒内完成,检测限为12.5 nM。探针成功用于细胞内源性二氧化硫和次氯酸的检测,同时还在斑马鱼体内实现了内源性二氧化硫及次氯酸含量的动态监控。激光共聚焦实验和流式细胞实验证明二氧化硫在次氯酸诱导的氧化应激过程中起着氧化与抗氧化作用。2)设计合成了高量子产率比率型荧光探针1-(4-(1H-菲并[9,10-d]咪唑-1-基)苯基)丁-3-烯-1-胺(PIPBA)来检测生物体中的甲醛。探针具有高的量子产率(Φ=0.62)且对甲醛表现出高选择性。探针与甲醛发生特异性反应后,探针发射波长有80 nm红移且荧光比率强度有超过90倍升高。该探针成功用于细胞、组织及活体内源性甲醛的定量检测。借助该探针,我们证明了体内甲醛与活性氧自由基相互作用可产生更多氧化性物种,从而进一步加剧对生物体氧化性损伤。研究还表明,间接的氧化性损伤可以通过添加内源性或外源性抗氧化剂来缓解。3)设计合成了线粒体靶向双光子比率型荧光探针(4-((6-(2,2-二氰基乙烯基)萘-2-基)氧基)丁基)叁苯基鏻(DNB)并用来检测细胞和活体内二氧化硫及次氯酸。探针具有大的双光子吸收截面、高灵敏(对SO_2检测限为8.0 nM,对HClO为15.2 nM)及快速响应(SO_2<40 s,HCl O<20 s)等优点。探针成功地用来定量检测外界刺激下细胞内源性产生的SO_2/HClO。此外,斑马鱼成像实验能够监控机体突发氧化应激和抗氧化修复过程中SO_2/HClO间含量变化,且二氧化硫也会作为Cys抵抗氧化剂的代谢物出现在线粒体中。(本文来源于《曲阜师范大学》期刊2018-03-01）
活性硫论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
硫化氢(H2S)是一种新型的气体信号分子,参与生物体内多个生理过程,包括凋亡、血管稳态和再生、神经传递调节、细胞保护以及炎症调节等方面。H2S在体内可以转化为硫烷硫,二者通常共存,最近的很多研究表明,在某些生物学现象中,可能硫烷硫才是潜在的信号分子。硫烷硫(sulfane sulfur)在体内普遍存在,扮演着调节和抗氧化的角色,主要包括有机过硫化物(R-SSH),有机多硫化物(R-SSnH或RSSnR,n≥2)和无机多硫化物(H2Sn,n≥2)叁类。硫烷硫和硫醇有很大的不同,后者主要表现为亲核性,而硫烷硫既有亲核性又有亲电性。硫烷硫可由H2S的硫氧化途径、半胱氨酸或N-乙酰半胱氨酸的代谢途径产生,其中间产物GSSH是线粒体和异养细菌硫化物氧化途径中的关键产物。活性硫烷硫通过对细胞内功能蛋白的半胱氨酸残基进行修饰,形成过硫化物(R-SSH)的形式后改变酶活,或以信号传递的方式调节生物体的活性,从而影响生理过程。硫氰酸酶(rhodanese),广泛存在于多种细胞内,催化机制之一就是通过形成酶的中间体R-SSH,将硫烷硫从硫代硫酸盐转移给氰化物从而达到氰化物解毒的目的。越来越多的证据表明活性硫烷硫在体内的重要性,而更好地了解与生物密切相关的硫烷硫的生化特性将有助于推动这一领域的进一步发展。目前用于硫烷硫的检测方法有很多,包括硫化学发光法、离子色谱法、多硫化物(polysulfides,H2Sn)衍生物的高效液相色谱分析和H2Sn敏感荧光染料的应用。这一类的方法都是基于化学反应来检测,目前还未见一种能够实时探测活性硫烷硫的非化学反应方法报道。H2S的浓度至关重要,其生物毒性表现为明显的剂量效应,高浓度的H2S会对线粒体中细胞色素c氧化酶(cytochrome c oxidase)的活性产生抑制作用,进而影响电子传递,抑制呼吸作用等。有些异养细菌能够氧化硫化氢生成多硫化物(在硫醌氧化还原酶SQR和过硫化物双加氧酶PDO的作用下),进一步氧化成亚硫酸盐和硫代硫酸盐,氧化代谢产物的毒性则远小于H2S。Cupriavidus pinatubonensis JMP134是 β-变形菌纲的革兰氏阴性菌,在芳香族化合物降解方面和生物技术等方面应用广泛。课题组的前期研究发现,JMP134中存在一个硫氧化基因簇pdo-sqr,操纵子受到上游Fis家族的σ54依赖型转录因子FisR的调控。FisR具有增强子蛋白bEBP的典型结构,蛋白内部分为叁个结构域,R结构域的叁个半胱氨酸是感应硫烷硫的关键调控位点;AAA+结构域具有水解酶活性,D结构域可以和启动子上游的序列结合。但FisR的调控模型尚不清楚,结构域之间如何相互作用也不确定。为了解决以上问题,本文开发了一种快速、灵敏的荧光扫描光谱法对硫烷硫的荧光特性、FisR的调控机制及RhoD的催化功能开展以下研究内容:1.用荧光分光光度计设置同步扫描激发光和发射光,对硫烷硫进行荧光同步扫描光谱(resonance synchronous spectroscopy,RS2)的研究。通过对 14种含硫化合物的荧光同步扫描结果分析发现,只有当分子内部含有亲电形式的S=S时,硫烷硫才有RS2的特异性光谱;用RS2的方法,可以用于硫烷硫的生化性质的分析,如pKa的测定,反应动力学速率测定,小分子蛋白过硫化物pH依赖的硫烷硫活性等。依据这一发现,对无机多硫化物的生化特性进行了研究,研究结果显示无机多硫化物在低浓度下极不稳定,在生理条件(pH7.4)下,会和胞内的GSH快速发生反应,半衰期约为1min。质子化的GSSH是亲电体,具有荧光同步光谱的特征峰。解离的GSS'是亲核体,易被氧化,不具备该特征峰。利用该特性确定了 GSSH的解离常数pKa为6.9。在pH7.4条件下,GSSH/GSS'和H202的二级反应速率比H2S/HS'和H202高50倍,说明类似于GSSH/GSS'的活性硫烷硫可能在胞内起主要的抗氧化作用。半胱氨酸的过硫化修饰是细胞内蛋白的常见修饰形式,参与了多种代谢过程,以负责氰化物解毒的两种硫氰酸酶RhoD为模型,研究了蛋白活性位点口袋的功能,结果显示半胱氨酸在胞内的过硫化修饰状态也存在两种形式:a.去质子化的形式(R-SS-),不显示RS2特征峰,不能和亚硫酸盐反应;b.质子化形式(R-SSH),有RS2特征峰,可以和亚硫酸盐反应生成硫代硫酸盐。用RS2的方法对大肠杆菌及其重组菌进行了全细胞分析,研究结果发现,荧光同步扫描RS2光谱的形状、强度和硫烷硫的种类、浓度及缓冲体系pH都密切相关,这在一定程度能够揭示活性硫烷硫在胞内分布的物质种类和相对含量。RS2是一种利用物质的荧光特性快速、灵敏、简便的测定活性硫烷硫的方法,可以揭示活性硫烷硫的新的生化性质,利用该方法测定的GSSH的pKa、动力学反应参数、H2Sn在不同pH值下的分布等,有望填补硫烷硫研究领域的空白。2.硫氧化途径是异养菌C pinatubonensis JMP1 34产生硫i烷硫的重要来源之一,我们发现了一种新的依赖于σ54的转录因子,它既是硫化物感应器,又是JMP134中硫化物氧化途径的转录调节因子。当胞内多余的H2S转化为多硫化物时,FisR激活σ54依赖的操纵子转录,来降低H2S的浓度,减少对细胞的毒害作用。我们首先确定了 FisR蛋白的叁个半胱氨酸是感应多硫化物的关键位点,进一步研究了 FisR结合在pdo-sqr 操纵子上游的具体位点及其通过ATP水解酶活性激活下游基因转录的方式。转录因子可以通过多种方式调节自身的聚合状态,常见的调节方式有D结构域结合在操纵子上游或R结构域的磷酸化。FisR转录因子的蛋白聚合是依赖R结构域的,蛋白表达后随即形成六聚体结合在JMP134的pdo-sqr操纵子上游的调控区:大多数σ54依赖型调控因子对于AAA+结构域的水解酶活性是负调控的,而我们的研究证明FisR属于多硫化物激活后的正调控。针对以上研究结果,提出了 FisR转录因子对外界硫化物压力产生快速应答的“待命状态”模型,该模型的核心机制是:本底表达的少量SQR蛋白将外源多余的硫化物转化为多硫化物(Km值较低,反应易发生),激活FisR转录因子,FisR通过自身的水解酶活性起始下游基因的转录。从生物信息学的角度分析FisR同源的调控蛋白可能是含有pdo-s科r基因簇的异养菌抵抗外界环境中硫化物压力的一个共同的策略。3.酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是研究的比较多的模式生物,在利用硫代硫酸盐为硫源生长时比利用硫酸盐时产生更多的酒精。S.cerevisiae.的细胞内有五种硫转移酶,分别是Rd11、Rd12、Tuim1、Ych1和Uba4,其中Rd11和Rd12负责将硫代硫酸盐的硫烷硫转移给硫受体形成过硫化物和亚硫酸盐,Tuim1(tRNA-thiouridine modification protein 1)在Urm1 系统的硫转移过程中起着重要的作用。DUF442是Cupriavidus pinanibonensis JMP134 中CpSQR(硫醌氧化还原酶,Reut 3588)的一个结构域,不但具有硫氰酸酶的性质,还在硫氧化系统中参与硫化物的代谢,一方面它能加速SQR的产物多硫化物和GSH的反应速度,另一方面催化GSSH和S032'的反应。DUF442结构域由128个氨基酸组成,其中有2个半胱氨酸残基,分别位于34位和94位,只有94位的半胱氨酸为保守的活性位点。将与GSSH孵育后的DUF442蛋白进行质谱鉴定,结果显示34位和94位的半胱氨酸都会被修饰,且修饰的蛋白过硫化物在pH7.4条件下能够检测到明显的荧光同步光谱,但94位半胱氨酸突变的DUF442突变体没有荧光光谱。利用RS2的方法测定了 Cys34-SSH的pKa为6.29。因此在生理条件下,只有野生型的和34位半胱氨酸突变的C94-SSH才能将硫烷硫转移给亚硫酸盐形成硫代硫酸盐。以 Rd12 和 DUF442 为研究模型,分别选择 Saccharowyces cerevisiae(PDB ID:3DIP,分辨率0.98 A,相似性40%),和 Neisseriaa meningitidis z2491(PDB ID:2F46,分辨率1.41 A,相似性39%)的结构为模板进行了 3D同源建模的结构预测和生物信息学分析,发现RhoD蛋白的催化活性位点呈口袋形状,保守的半胱氨酸位于口袋的底部,周围的碱性氨基组成了一个强静电场结构,因此蛋白过硫化物protein-SSH在口袋内部会呈现质子化状态,而不会解离成protein-SS-的形式,因此具有RS2荧光同步扫描光谱和亲电性。本文首次解析了Rd12过硫化物(RhoD-SSH)的晶体结构,分辨率为2.47 A,RhoD-SSH是硫转移反应的关键中间体,精氨酸残基对催化位点起关键作用,突变后会显着影响RhoD的酶活性,thiosulfate孵育的Rd12蛋白的质谱鉴定结果显示Rd12的氨基酸被过硫化修饰形成Rd12-SSH的形式,和复合物蛋白晶体结构的分析结果一致。综上,本论文分析了活性硫烷硫的代表化合物,包括多硫化物和过硫化物的理化性质和荧光特性等,并对与硫烷硫密切相关的代表性蛋白(硫代谢调控蛋白和硫转移蛋白)在体内的生理功能进行了研究,为进一步揭示硫烷硫在生物体内参与调节作用和信号传递的机制提供理论依据和技术支持。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
活性硫论文参考文献
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