Grown-like macrocycle zinc complex derived from beta-diketone ligand for the polymerization of rac-lactide

Enolic Schiff base zinc (II) complex 1 was synthesized. XRD revealed 1 was a novel crown-like macrocycle structure consisted of hexanuclear units of (LZnEt)(6) via the coordination chelation between the Zn atom and adjacent amine nitrogen atom. Further reaction of 1 with one equivalent 2-propanol at RT produced Zn-alkoxide 2 by in situ alcoholysis. Complex 2 was used as an initiator to polymerize rac-lactide in a controlled manner to give heterotactic enriched polylactide. Factors that influenced the polymerization such as the polymerization time and the temperature as well as the monomer concentration were discussed in detail in this paper.

Achiral lanthanide alkyl complexes bearing N,O multidentate ligands. Synthesis and catalysis of highly heteroselective ring-opening polymerization of rac-lactide

Alkane elimination reactions of amino-amino-bis(phenols) H2L1-4, Salan H2L5, and methoxy-beta-diimines HL6,7 with lanthanide tris(alkyl) s, Ln(CH2SiMe3)(3)(THF)(2) (Ln = Y, Lu), respectively, afforded a series of lanthanide alkyl complexes 1-8 with the release of tetramethylsilane. Complexes 1-6 are THF-solvated mono( alkyl) s stabilized by O, N, N, O-tetradentate ligands. Complexes 1-3 and 5 adopt twisted octahedral geometry, whereas 4 contains a tetragonal bipyramidal core. Bearing a monoanionic moiety L-6 (L-7), complex 7 ( 8) is a THF-free bis(alkyl). In complex 7, the O, N, N-tridentate ligand combined with two alkyl species forms a tetrahedral coordination core. Complexes 1, 2, and 3 displayed modest activity but high stereoselectivity for the polymerization of rac-lactide to give heterotactic polylactide with the racemic enchainment of monomer units P-r ranging from 0.95 to 0.99, the highest value reached to date. Complex 5 exhibited almost the same level of activity albeit with relatively low selectivity. In contrast, dramatic decreases in activity and stereoselectivity were found for complex 4. The Salan yttrium alkyl complex 6 was active but nonselective. Bis(alkyl) complexes 7 and 8 were more active than 1-3 toward polymerization of rac-LA, however, to afford atactic polylactides due to di-active sites. The ligand framework, especially the "bridge" between the two nitrogen atoms, played a significant role in governing the selectivity of the corresponding complexes via changing the geometry of the metal center.

Polymerization of rac-lactide using schiff base aluminum catalysts: Structure, activity, and stereoselectivity

A series of aluminum ethyls and isopropoxides based upon N,N,O,O-tetradentate Schiff base ligand framework have been prepared. X-ray diffraction analysis and H-1 NMR confirmed that these Schiff base aluminum ethyls and isopropoxides were all monomeric species with a five-coordinated central aluminum in their solid structures. Compared to the aluminum ethyls which all retain their monomeric structure in the solution, the dinucleating phenomenons of aluminum isopropoxides with less steric hindered substituents in the solution have also been observed. The activities and stereoselectivities of these complexes toward the ring-opening polymerization of rac-lactide have been investigated. Polymerization experiments indicated that (SB-2d)(AlOPr)-Pr-i [(SB-2d) = 2,2-dimethyl-1,3-propylenebis(3,5-di-tert-butylsalicylideneiminato)] exhibited the highest stereoselectivity and (SB-3b)(AlOPr)-Pr-i [(SB-3b) = 2,2-dimethyl-1,3-propylenebis(3,5-dichlorinesalicylideneiminato)] possessed the highest activity among these aluminum isopropoxides. The substituents and the mode of the bridging part between the two nitrogen atoms both exerted significant influences upon the progress of the polymerizations, influencing either the tacticity of isolated polymers or the rate of polymerization.

Stereoselective polymerization of rac-lactide with a bulky aluminum/Schiff base complex

An aluminum/Schiff base complex {[2,2-dimethyl-1,3-propylenebis(3,5-di-tert-butylsalicylideneiminato)](isopropanolato)aluminum(III) (2)} based on a bulky ligand and aluminum isopropoxide was prepared and employed for the stereoselective ring-opening polymerization (ROP) of rac-lactide (rac-LA). The initiator was characterized with nuclear magnetic resonance (NMR), crystal structure measurements, and elemental analysis. It contained a five-coordinate aluminum atom that was trigonal bipyramidal in the solid state according to the crystal structure measurements. The two conformational stereoisomers of 2 exchanged quickly on the NMR scale. Compound 2 polymerized rac-LA into a crystalline polymer that was characterized with H-1 NMR, wide-angle X-ray diffraction, electrospray ionization mass spectrometry, and gel permeation chromatography. The kinetics of the polymerization were first-order in both the monomer and initiator, and there was a linear relationship between the rac-LA conversion and the number-average molecular weight of poly(rac-LA) with a narrow molecular distribution (1.04-1.08). These features showed that the polymerization was well controlled. The high melting temperature (196-201 degreesC) and isotacticity of poly(rac-LA) indicated that complex 2 was a highly stereoselective initiator for the ROP of rac-LA.

Stereoselective polymerization of rac-lactide using a monoethylaluminum Schiff base complex

A monoethylaluminum Schiff base complex (2) with formula LA1Et (L = N,N'-(2,2-dimethylpropylene)bis(3,5-di-tei-t-butylsalicylideneimine) was synthesized and employed for the stercoselective ring-opening polymerization of rac-lactide (rac-LA). The complex 2 was characterized by nuclear magnetic resonance, crystal structure, and elemental analysis. It contains a five-coordinate aluminum atom with distorted trigonal bipyramidal geornetry in the solid state. In the presence of 2-propanol, 2 showed high stereoselectivity for the polymerization of rac-LA. The polymerization yielded crystalline poly(rac-LA) with a high melting temperature (193-201 degreesC). NMR, differential scanning calorimetry, and wide-angle X-ray diffraction indicated that the poly(rac-LA) was highly isotactic, and a stereocomplex was formed between poly-L- and poly-D-lactide block sequences. By the analysis of electrospray-ionization mass spectrometry and H-1 NMR, the polymer was demonstrated to be endcapped in both terminals with an isopropyl ester and a hydroxy group, respectively. The polymerization was of first order in rac-LA concentration. The relationship between the rac-LA conversion and molecular weights of the polymer was linear so that the polymerization could be well controlled.

Investigation of the effect of branched structure on the performances of the copolymers synthesized from ethylene and alpha-olefin with rac-Et(Ind)(2)ZrCl2/MMAO catalyst system

The branched copolymers prepared from ethylene and alpha-olefins using rac-Et(Ind)(2)ZrCl2/MMAO catalyst system were studied. Both the absolute molecular weight ((M) over bar (W)) and the molecular size (radius of glyration, R-g) of the polymers eluting from gel permeation chromatography (GPC) columns were obtained simultaneously via a high temperature GPC coupled with a two-angle laser light scattering (TALLS) detector. The branched structures and performances of the copolymers display approximate molecular weight and molecular sizes were investigated. Wide angle X-ray diffraction analyses indicate that 16-carbon side branch could co-crystallize effectively with backbone chain at low alpha-olefin incorporation. The melt behaviors of the copolymers were studied by dynamic rheological measurements. Both branch length and comonomer content affect considerably the loss modulus, storage modulus and complex viscosity of the copolymers. The relationship between the dynamic-mechanical behavior and the comonomer content of the copolymers was also examined by dynamic-mechanical experiments.

Oscillatory instability of Rayleigh-Marangoni-Bénard convection in two-layer liquid systems

The oscillatory behaviour of the Rayleigh-Marangoni-Bénard convective instability (R-M-B instability) regarding two combinations of two-layer fluid systems has been investigated theoretically and numerically. For the two-layer system of Silicone oil (10cSt) over Fluorinert (FC70), both linear instability analysis and 2D numerical simulation show that the instability of the system depends strongly on the depth ratio Hr = H1/H2 of the two-layer liquid. The oscillatory regime at the onset of R-M-B convection enlarges with reducing Γ = Ra/Ma values. In the two-layer system of Silicone oil (2cSt) over water, it loses its stability and onsets to steady convection at first, then the steady convection bifurcates to oscillatory convection with increasing Rayleigh number Ra. This behaviour was found through numerical simulation above the onset of steady convection in the case of r = 2.9, ε=(Ra-Ruc)/Rac = 1.0, and Hr = 0.5. Our findings are different from the previous study of the Rayleigh-Benard instability and show the strong effects of the thermocapillary force at the interface on the time-dependent oscillations at or after the onset of convection. We propose a secondary oscillatory instability mechanism to explain the experimental observation of Degen et al. [Phys. Rev. E, 57 (1998), 6647-6659].

G蛋白在松类植物花粉管发育中的亚细胞定位及调控机制

G蛋白参与了哺乳动物内多种细胞信号途径，但其在植物花粉萌发和花粉管发育过程中的细胞学定位、生化特性及功能研究比较滞后，有关这方面的研究报道较少。在显花植物授粉受精过程中，具顶端极性生长特性的花粉管是雄性生殖单位的载体，也是研究细胞生长分子调控机理的理想体系。与被子植物相比，裸子植物具有生长周期长，花粉管生长缓慢、易分叉等特点，具有不同于被子植物花粉发育的独特发育模式。对于裸子植物花粉萌发和花粉管生长的调控机理，目前尚不十分清楚。本文以松类植物中比较有代表性的裸子植物青杆（Piceawillsonii）和白皮松(Pinus bungeana)花粉为试材，应用免疫分析和间接免疫荧光显微镜技术，结合药理学实验和FTIR手段，研究了异三聚体G蛋白和小G蛋白在花粉管细胞中的定位、生化特性及其在花粉管发育中的调控作用。结果如下： 应用Western Blotting技术和来自于抗哺乳动物中不同序列G蛋白O【亚基抗体，我们在白皮松花粉管中检测到一条分子量为40 kDa左右的蛋白。去污剂处理显示，该蛋白与质膜偶联。间接免疫荧光显微镜实验发现，在花粉管发育的整个时期，代表Ga蛋白的荧光均一的分布在整个质膜区域，尤其在尖端皮层区域荧光最亮，显示此处该蛋白浓度最高。无论是在正常发育的花粉管抑或是发生弯曲或扭曲生长的花粉管，均呈现同样的分布模式。随着花粉管发育，Ga蛋白表达量发生变化。在花粉管发育中期，Ga蛋白表达量比较高;随着花粉管离体培养时间的延长，Ga蛋白表达量下降。另外，在花粉刚刚萌发时，Ga蛋白表达量也比较低。 对白皮松花粉萌发进行的药理学实验显示，G蛋白调节剂 CTX和PTX对白皮松花粉管的影响呈现双阶段效应。当添加的药剂浓度小于400 ng mL-I时，无论CTX还是PTX均抑制了花粉萌发和花粉管生长，且花粉管容易破裂;而当二者浓度分别升至500 ng mL-I时，同对照相比，花粉管生长明显受到促进。这一结果不支持Ma等人在百合花粉中的研究结果。进一步应用FTIR技术分析发现，当用浓度为400 ng mL-I CTX或PTX处理花粉管时，花粉管细胞壁酚类物质增加，而纤维素、半纤维素、木聚糖等物质下降，这可能是导致此浓度处理下花粉管易破裂的原因。这些结果显示了G蛋白a亚基参与了白皮松花粉管生长，CTX和PTX可能通过下游对其敏感的功能蛋白而非Ga本身，影响着花粉管生长并调控着花粉管壁的建成。 利用来源于烟草的抗NtRacl抗体和拟南芥的抗ROPs抗体，应用WeternBlotting技术，我们在青杆花粉管中检测到分子量为23kDa的多肽。间接免疫荧光显微镜实验显示，在花粉萌发18和24小时后，Rac蛋白主要定位于花粉管尖端质膜区域，时而会延伸到顶端两侧区域，但从尖端到基部存在浓度梯度，这种分布模式多在花粉管发育的后期观察到。Rac蛋白在青杆花粉管不同发育时期的分布模式变化可能和花粉管的生长状态有关，在花粉管发育早期和中期，正是花粉管旺盛生长期，Rac蛋白的尖端定位保证了花粉管的极性生长。对Rac蛋白在花粉管的分布进行的连续切片扫描发现，Rac蛋白不但分布在质膜上，并与质膜偶联，而且在胞质中亦有分布。通过对一系列正常发育（即极性生长的花粉管）和畸形发育的花粉管进行观察发现，Rac蛋白主要分布在旺盛生长的花粉管尖端质膜或离顶端20 Vm处，在分叉的生长缓慢的分枝端分布较少。而在那些发生分叉生长的花粉管中，处于次要位置的基本停止生长的分枝端几乎没有Rac蛋白存在。在顶端发生膨大的花粉管中，Rac蛋白均匀分布在花粉管整个质膜上，丧失浓度梯度，失去极性生长。这些结果显示了Rac蛋白参与了青杆花粉管生长。 应用抗NtRacl抗体进行的间接免疫荧光显微镜定位实验，我们在正在生长的花粉管的管核中观察到明亮的荧光，显示了有Rac蛋白的存在。当精细胞在花粉粒中未移动到花粉管中时，几乎没有观察到荧光信号。随着花粉管发育，两个精细胞的位置发生变化，当其中一个较大的精细胞移动到花粉管中时，观察到明亮的荧光信号，这些结果显示了Rac蛋白可能参与了管核或精细胞在花粉管内的移动。

外消旋丙交酯的立体选择性聚合催化剂

聚丙交酯又称聚乳酸(PLA)，是目前最重要的合成生物降解高分子之一。丙交酯有L,L-丙交酯（LLA）、D,D-丙交酯（DLA）和内消旋丙交酯（meso-LA）三种立体异构体。PLA包括全同立构、间同立构、无规立构、不均匀有规立构和嵌段立构等构型。 PLA的微观链结构在很大程度上决定了PLA的理化性质。无规立构和不均匀有规立构聚丙交酯是非晶聚合物，它们可以由meso-LA或者rac-LA（LLA和DLA的等物质的量混合物）的聚合得到；而全同立构、间同立构和嵌段立构的聚丙交酯都是可以结晶的；全同立构的聚丙交酯可由纯的DLA或者LLA聚合而成，高分子量的全同立构PLA（PLLA或者PDLA）的熔点约180ºC；但是，有趣的是，等量PDLA和PLLA形成的外消旋混合物的熔点约230ºC，这与无规的poly(rac-LA)（聚外消旋丙交酯）形成强烈对照；间同和嵌段立构聚丙交酯只是最近几年才被合成出来，目前，只能通过丙交酯的立体选择性聚合才能得到，它们的结晶性和熔点随催化剂的选择性不同变化范围很大；而就降解性能而言，非晶聚丙交酯的降解速率要高于结晶性的聚丙交酯。因为序列结构对聚丙交酯的性质有很大的影响，而聚丙交酯的序列结构可以通过丙交酯的立体选择性聚合来控制，所以，近年来，丙交酯的立体选择性聚合催化剂的开发成为了一个研究热点。 我们设计合成了一系列非手性烯醇式席夫碱－铝/锌化合物，详细的表征了它们的结构，阐明了配体取代基团与催化剂构型之间的关系；将这一系列化合物用于丙交酯的开环聚合，系统的研究了不同结构的催化剂与丙交酯的聚合动力学、立体规整度之间的关系。

二氧化碳共聚物链结构控制与性能研究

二氧化碳是主要的温室气体，同时也是一种廉价的、取之不尽用之不竭的碳氧资源。以二氧化碳为原料合成可生物降解的脂肪族聚碳酸酯是二氧化碳固定和利用领域的重要课题，其中最受关注的是由二氧化碳和环氧丙烷共聚合所制备的聚碳酸丙烯酯（PPC）。高分子量PPC可用于制备连续薄膜，这类薄膜除了保持可生物降解性能之外，还具有较好的透明性，而且其室温下对氧气的阻隔性能优良，在食品保鲜和药品包装等方面有很大的应用前景。但是， PPC在高温（40℃以上）强度迅速下降、低温（15℃以下）脆性加剧，为使PPC象普通塑料如聚乙烯那样实现大规模化应用，必须解决其高温增强和低温增韧的难题。 从高分子链结构来看，PPC的分子链主要由弱极性或非极性基团构成，且普通PPC的区域和立体规整性较低，导致PPC中分子链间作用力较弱，而且是无定型结构，降低了PPC耐温性能和机械力学性能。本博士论文的主要的思路就是通过调控PPC的链结构来提高其分子间作用力，从而改善PPC的耐温性能和力学性能。本论文围绕PPC的近程结构和远程结构控制，提出了改进PPC 链结构的五个方法，即提高PPC的分子量、制备交联型PPC、合成区域规整结构PPC、合成等规结构PPC、合成等规-无规立体嵌段PPC。通过研究链结构变化对PPC 热性能和机械性能的影响，证明通过共聚物链结构的设计和调控，可以大幅度增强PPC 的分子间作用力，拓展PPC 的使用温度范围。本文的主要内容包括： 1．通过在Y(Cl3COO)3-ZnEt2-glycerine三元催化体系或通过在环氧丙烷和二氧化碳聚合反应体系中引入少量双环氧单体如乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚或新戊二醇二缩水甘油醚，合成了数均分子量超过20万的PPC。与数均分子量为10万左右的PPC相比，分子量在20万左右的PPC的起始热分解温度增加了37℃，一定程度上改善了PPC的加工性能和使用性能。 2．将提高聚合物分子量改善其耐温和力学性能的思路进一步延伸，提出了分子量“无限大”的交联聚合物思路。通过在二氧化碳与环氧丙烷共聚反应中引入少量含有双键的环氧化合物(烯丙基缩水甘油醚)，可以在基本上不影响聚合反应收率的前提下，得到侧链带双键的可交联的PPC。通过侧链双键的自由基反应，获得交联的PPC，其耐热性能、力学性能与未交联的PPC相比均有显著提高，大幅度提高了共聚物的尺寸稳定性。在65℃下未交联PPC的永久形变为17.2%，根据PPC交联程度的不同，交联PPC的永久形变在0-15%间可控，而且交联后的PPC仍然具有很好的生物降解性能。 3．通过在稀土三元催化体系中加入适量的路易斯碱，既保持了稀土三元催化剂可以得到高分子量PPC的优点，另外路易斯碱与活性中心配位，可提高活性中心的亲核性和环氧丙烷开环选择性，得到高分子量规整区域结构的PPC。聚合物的头尾连接最高达84.6%，数均分子量为136kg/mol。XPS研究证实路易斯碱与中心锌金属发生配位，提高了金属碳酸酯的亲核性，进而提高了活性中心进攻环氧丙烷单体的选择性，从而改善了PPC区域规整性。进一步研究了非均相稀土三元催化剂中多质子化合物配体以及手性多质子化合物配体对PPC区域结构和头尾连接的影响，结果表明电子效应是影响PPC区域结构的主要因素，为以后催化剂的设计和制备提供了依据。与高头尾结构的低分子量PPC不同，高头尾结构的高分子量PPC性能有了很大的改善。当头尾连接结构含量从69.7%增加到83.2%时，PPC的玻璃化温度增加8℃，起始热分解温度提高45℃，表明提高PPC的区域规整性确实可以改善其耐温性能。 4．利用二氧化碳和环氧丙烷(PO)共聚时，单体PO的开环方式决定聚合产物立体结构的特点，在Y(Cl3COO)3-ZnEt2-glycerin/PHEN催化体系下，通过S-PO与 CO2的共聚，制得数均分子量为97kg/mol的等规结构PPC。13C-NMR谱图证实聚合物为等规结构。 5. 通过简单的顺序加料方式，在Y(Cl3COO)3-ZnEt2-glycerin/PHEN催化体系下，通过S-PO/CO2和rac-PO/CO2嵌段共聚，制得数均分子量为139kg/mol的等规-无规立体嵌段PPC。13C-NMR谱图及分子量的数据证实聚合物为等规-无规立体嵌段结构。

外消旋丙交酯的立构选择性聚合

由于具有良好的生物相容性和生物降解性，聚乳酸被广泛地应用于组织工程，药物控制释放和环境材料工程等领域。由于聚乳酸的物理、机械和降解等性质在很大程度上决定于其链序列结构，所以丙交醋的立构选择性聚合就成为了一个研究热点。本文合成了一系列无手性席夫碱一铝配合物，并将其用于外消旋丙交醋的立构选择性聚合，此外还对聚合所得的不同立构规整度的聚外消旋丙交酯进行了初步表征。具体的实验结果如下：1．合成了无手性席夫碱一乙基铝配合物（2）和席夫碱一异丙氧基铝配合物（3）。在等摩尔量异丙醇的存在条件下，配合物（2）对rac-LA的开环聚合具有良好的控制性和立体选择性。所得到的聚乳酸是结晶性的聚合物，可以形成一种PLA立体络合物。同核去偶~1HNMR和~(13)CNMR结果表明，它们都是立构嵌段型的聚合物，其平均嵌段长度为11个乳酸单元。端基分析发现：配合物（2）本身没有引发rac-LA的开环聚合，它是在原位先与异丙醇反应生成相应的烷氧基铝化合物，然后，后者再引发rac-LA的开环聚合。因此将席夫碱-异丙氧基铝配合物（3）直接用于引发rac-LA的开环聚合，也具有良好的控制性和立体选择性。2．制备了一系列的席夫碱一铝配合物（5-8）用考察席夫碱配体的性质对催化剂的催化活性和立构选择性的影响。实验结果表明，在苯环上引入较大的取代基（如叔丁基）有助于提高立构选择性，但是增加二元胺桥刚性则会使立构选择性下降。此外，还考察了聚合温度对于配合物（8）／异丙醇催化rac-LA开环聚合的影响，发现降低聚合温度有利于提高全同键接的含量。3．通过控制聚合温度得到了具有不同立构规整度的立构嵌段型聚外消旋乳酸（Pm0.77～0.88）。与PLLA和无规立构聚乳酸不同的是，这些聚外消旋乳酸都可以形成PLA立体络合物，其熔融温度也相对较高；并且随着聚外消旋乳酸的Pm值的增大，其结晶性能也相应增加。

阿片类药物成瘾者瞳孔光反射的检测和特征提取

建立了一种基于图像处理的快速瞳孔直径检测算法,运用此算法提取了反映阿片类药物成瘾人员与正常人对瞳孔光反射变化差异的3个特征值:绝对收缩幅度(absolute amplitude of contraction,AAC)、相对收缩幅度(relative amplitude of contraction,RAC)和收缩斜率(SCV,slope of contraction velocity);分别研究了成瘾、性别、近视、年龄、睡眠剥夺等因素对于这3个特征值的影响。不同性别、近视人员、睡眠剥夺人员与正常人之间的3个特征值均无显著差异,成瘾人员与之对比均显著减小。老年人相对于正常青年人,3个特征值都明显减小;与成瘾人员相比,仅在RAC值上有显著差异。结果表明,阿片类药物成瘾人员除了与正常人外,也与其他具有潜在影响瞳孔变化因素的非阿片成瘾人员在瞳孔对光反射的特征值上具有显著差异。该研究的实验数据为进一步建立基于检测瞳孔对光反射其直径发生变化的方法来快速、非接触地鉴别出阿片类药物成瘾人员提供了可靠的依据。

Ras 超家族蛋白的起源演化研究

Ras 超家族蛋白是真核生物中普遍存在的一类小分子GTP 结合蛋白。它们 具有高度保守的GTP 结合结构域，根据序列结构和细胞功能被分为七个家族： Sar1、Arf、SRβ、Ran、Rab、Rho 和Ras。这些蛋白分别行使着真核生物特有的 细胞功能，诸如运输小泡的形成和转运（Sar1、Arf、Rab），胞质骨架的建成（Rho）， 细胞核-胞质运输及核膜重建（Ran）等，其起源演化和真核细胞的起源密切相关。 本文利用生物信息学手段和分子生物学实验调查研究了原核生物和原生生物中 Ras 超家族蛋白同源物的存在情况，并进行了分子系统分析，对Ras 超家族蛋白 的起源演化问题进行了较为深入、系统的探讨。获得了以下结果和结论： 1）通过原核生物基因组的搜索和序列结构分析，在一些真细菌中首次鉴定 出了高度相似于真核生物Ras 超家族蛋白的原核生物同源物，且实验证明它们的 基因具有表达活性；在原细菌中的产甲烷菌和热原体中也发现有序列分歧较大的 同源物。并在更多的真细菌种类中鉴定出了更多的前人已报道的另一种小分子 GTP 结合蛋白—MglA。序列比对分析表明MglA 蛋白具有自己独特的序列特征， 与真核生物的Ras 超家族蛋白序列差异较大。进一步的分子系统分析显示：真核 生物Ras 超家族蛋白的七个家族中，Ran、Rab、Rho 和Ras 等四个家族聚在一 起，上述我们所鉴定的真细菌的Ras 超家族蛋白同源物则紧聚在其外围；真核生 物的另三个家族（Sar1、Arf、SRβ）聚成另一枝，并接着与产甲烷原细菌的的同 源物及真细菌的MglA 蛋白聚在一起。这些结果表明：Ras 超家族蛋白不是前人 所认为的为真核生物所特有，实际上在一些原核生物中就已产生；真核生物Ras 超家族蛋白的祖先也不太可能是前人所认为的为真细菌的MglA；真核生物Ras 超家族蛋白的七个家族可能有两种不同的起源：Ran、Rab、Rho 和Ras 等可能 来源于蓝细菌或蛋白菌，或二者的共同祖先，而Sar1、Arf 和SRβ 可能来源于产 甲烷原细菌，这也可能反映了真核细胞“融合起源”的历史。 2）通过搜索一些较为低等的单细胞真核生物——原生生物基因组中Ras 超 家族蛋白，并结合一系列其他处在不同进化地位真核生物的Ras 超家族蛋白进行 分析，发现Sar1、Arf、Rab 和Ran 家族的蛋白在真核生物中普遍存在，而SRβ、 Rho 和Ras 家族蛋白在有些真核生物中未找到。根据各家族蛋白在真核生物中的分布情况推测在真核生物的最近共同祖先中存在的Ras 超家族蛋白可能有下列 两种情况：（1）最近的共同祖先已经具有了所有七个家族的蛋白，并且至少有 11 个成员：1 个Sar1、1 个SRβ、3 个Arf（Arf1、Arl1、Arl2）、3 个Rab（Rab1、 Rab6、Rab11）、1 个Ran、1 个Rho（Rac）和1 个Ras（RheB）。因而，部分真 核生物中缺少SRβ、Rho 和Ras 家族蛋白很可能是因基因丢失所致。植物中Ras 家族蛋白的缺少应该是由于在进化早期，其祖先绿藻丢失了单个Ras 家族蛋白基 因所致；（2）根据Cavalier-Smith 的真核生物划分为单鞭毛（变形虫类、真菌和 后生动物）和双鞭毛（藻类、植物和除变形虫外的原生动物）两大类的分类观点， 真核生物最近的共同祖先可能只具有除Ras 家族而外的六个家族的成员，而Ras 家族蛋白则是在此两大类群分化以后在单鞭毛类生物中才产生的，多数双鞭毛类 生物如原生动物、绿藻和植物中没有Ras 的情况应该是一种祖征，而个别双鞭毛 类生物如红藻具有的Ras 家族蛋白则很可能是从单鞭毛类生物那里水平基因转 移而来的。至于SRβ 和Rho 家族蛋白在部分物种中的缺少，则还是可能因为基 因丢失所致。此外，变形虫类生物中大量的Ras 超家族蛋白提示基因组的大小或 进化地位的高低并不是Ras 超家族蛋白成员多少的决定性因素，而细胞相应生理 活动的需求才是家族成员增多的关键。