同步荧光光谱法结合分子对接研究金雀花碱与牛血清白蛋白间相互作用

金雀花碱(Cy)是一种生物碱,主要存在于豆科毒豆属植物种子中。Cy具有较强的生物活性,特别是作为戒烟药物已得到广泛应用。在模拟生理条件下,应用荧光光谱法研究了Cy同牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用以及Cy猝灭BSA荧光发射的机理。详细考查了水浴温度、水浴时间以及溶液pH等因素对荧光猝灭的影响,并且通过Stem-Volmer方程计算了Cy与BSA间的结合类型、结合位点数目以及结合常数。结果表明,Cy与BSA可形成摩尔比为1∶1的非共价复合物,其结合常数为5.6×103,其猝灭类型为静态猝灭。同步荧光光谱研究结果表明,Cy的结合主要影响BSA 的Trp残基的荧光发射。进一步应用分子对接研究表明,氢键与疏水作用是Cy与BSA形成复合物的主要推动力。Cy与BSA中Trp213及其周围的氨基酸残基间存在氢键与疏水作用,这种作用将改变Trp213所处微环境的疏水情况,从而导致BSA的荧光发生猝灭。     

光谱法和分子对接研究红斑红曲胺与牛血清白蛋白相互作用

近年来,随着对红曲色素的深入研究,其越来越多的功能活性被发现,但其某些致毒作用也使红曲色素的安全性受到了质疑。因此,阐明红曲色素在人体中与大分子的相互作用对深入研究其转运代谢及毒副作用具有重要作用。光谱法是研究溶液中小分子与蛋白质相互作用的一种有效方法,其具有灵敏度高、选择性强、用样量少、方法简单等优点,在研究中得到越来越广泛的应用。为探究红曲色素在体内的转运机制和血液中与转运蛋白的相互作用,本研究首次用红斑红曲胺(Rubropunctamine,Rub）作为红曲色素的典型代表与牛血清白蛋白（bovine serum albumin, BSA）相互作用。利用内源荧光光谱、同步荧光光谱探究不同浓度的Rub对BSA的荧光猝灭作用,采用Stern-Volmer方程、Lineweaver-Burk函数和Van’t-Hoff方程对不同温度下BSA与Rub作用后在λ_EX/λ_EM(280.0 nm/340.0 nm)（λ_EX/λ_EM表示荧光的激发波长和发射波长）的内源荧光强度值确定二者作用类型、结合位点数及相互作用机理,进一步利用圆二色谱定量测定了Rub的结合对BSA二级结构影响,最后运用软件Discovery Studio2.5对Rub与BSA的相互结合进行分子对接模拟。结果显示：(1) Rub对BSA具有较强的内源荧光猝灭效果,在λ_EX/λ_EM(280.0 nm/340.0 nm)的荧光强度下降306.1,发射波长由338.6 nm蓝移到331.8 nm,同步荧光显示荧光猝灭主要发生在色氨酸残基上。(2)Stern-Volmer方程计算得到动态猝灭速率常数K_q为2.335×1012 L·(mol·s)-1,远大于此类型允许的最大扩散碰撞常数2.0×1010 L·(mol·s)-1,判定该猝灭是单纯的静态猝灭过程。利用Lineweaver-Burk函数计算得到静态猝灭速率常数K_q随温度升高而减小,即该复合物在温度升高时变得不稳定。(3)利用等式lg[(F₀-F)/F]=lgK₀＋nlgc_Q得到两者结合常数可达103 L·mol-1以上,结合位点数近似为1,且随着温度增加表观结合常数变小。(4)不同温度下Van’t-Hoff方程计算得到ΔH,ΔS,ΔG都小于0,则该相互作用能自发进行且氢键和范德华力是其主要的相互作用力。(5)圆二色谱测得BSA与Rub结合后二级结构中α-螺旋含量由29.4%降至20.2%;β-折叠由39.9%上升到50.7%;β-转角由6.5%下降到3.5%;无规则卷曲由24.2%上升到25.6%。(6)分子对接发现Rub结合点位于 BSA中由Arg458,Asp108,Glu424和Ser428等氨基酸形成的口袋内,与Arg458有范德华力作用,与Arg144形成分子内氢键,影响到Trp213微环境。     

蒜氨酸与牛及人血清白蛋白的相互作用

运用荧光光谱和同步荧光光谱法,研究在pH 7.40的Tris-HCI缓冲体系下,蒜氨酸与牛血清白蛋白(BSA)和人血清白蛋白(HSA)的相互作用。采用荧光分光光度计,以280 nm为激发波长,扫描300～500 nm范围的荧光发射光谱;分别设置波长差Δλ=15 nm和Δλ=60 nm扫描同步荧光光谱图;用Stem-Volmer和Lineweaver-Burk方程及热力学方程处理数据。荧光光谱法结果表明蒜氨酸能猝灭BSA及HAS的荧光;得到蒜氨酸与BSA反应的结合常数在298和310 K时分别9.81×102和6.15×102 L·mol-1;与HSA反应的结合常数在298和310 K时分别2.21×102和6.84×102 L·mol-1;蒜氨酸与两种蛋白的反应均为自发进行;与BSA的作用力为静电作用而与HSA的作用为疏水作用力;同步荧光光谱表明,蒜氨酸与BSA作用过程中主要影响酪氨酸残基,对HSA中的两种氨基酸残基均有影响。实验结果为研究蒜氨酸与生物小分子物质相互作用的机制提供了一定的理论依据。     

芦丁钐配合物与血清白蛋白的相互作用

在生理pH值条件下,用荧光光谱法(FS)研究了芦丁钐配合物(rutin-Sm)与牛血清白蛋白(BSA)和人血清白蛋白(HSA)之间的结合反应。探讨了rutin-Sm对BSA 和HSA的荧光猝灭过程的猝灭机理, 以Lineweaver-Burk双倒数方程分别计算了不同温度下rutin-Sm与BSA和HSA的结合常数(K_LB)和热力学参数,并判断rutin-Sm与BSA和HSA结合的作用力类型;实验结果表明:rutin-Sm与BSA和HSA结合形成复合物,导致BSA(HSA)内源性荧光猝灭是由于分子内的非辐射能量转移而引起的静态猝灭;以Lineweaver-Burk方程计算rutin-Sm与HSA和BSA的结合常数KLB分别为:rutin-Sm-HSA, 295 K: 6.830×105 L·mol-1; 310 K: 4.665×105 L·mol-1; rutin-Sm-BSA, 295 K: 6.540×105 L·mol-1; 310 K: 3.265×105 L·mol-1;芦丁钐配合物与BSA之间的作用力主要为范德华力、氢键; 而与HSA之间的作用力主要为静电引力。同时用同步荧光光谱法探讨了rutin-Sm对BSA和HSA构象的影响。进一步证明芦丁钐配合物在体内能够被血清白蛋白存储和转运。     

多光谱法和分子对接模拟法研究黄腐植酸和牛血清白蛋白的相互作用

在模拟生理环境中,使用荧光光谱法、紫外光谱法、圆二色谱法、同步荧光光谱法、三维荧光光谱法与分子对接模拟法研究黄腐植酸和牛血清白蛋白(BSA)之间相互作用。在荧光光谱法研究中,经Stern-Volmer方程计算得到298,303和308 K温度下的动态荧光猝灭速率常数K_q和猝灭常数,证明BSA与黄腐殖酸(FA)相互作用的猝灭过程为静态猝灭;同时根据计算得出的结合位点数n都在1附近,FA与BSA体系相互作用比为1∶1;利用静态猝灭双对数方程计算三个温度下的热力学参数,焓变ΔH<0,熵变ΔS＜0,得出结论,FA与BSA之间的主要作用力为氢键和范德华力;ΔG＜0,说明作用过程为自发过程。采用Förster’s偶极-偶极非辐射能量转移理论,计算出结合距离r=6.340 nm,表明BSA与FA之间存在非辐射能量转移。分子对接模拟结果表明FA与BSA残基的结合作用力具有氢键和范德华力,同时二者之间还存在疏水作用力,多种力共同作用使FA与BSA能够稳定结合。通过对FA与BSA相互作用的紫外-可见吸收光谱分析,发现BSA最大吸收峰发生了较为明显的红移,表明FA使BSA的二级结构发生改变。通过研究FA与BSA相互作用的同步荧光光谱,得到FA使BSA中的色氨酸（Trp）残基周围的微环境极性增强,疏水性减弱,亲水性增强,使BSA的蛋白质构象发生了一定程度的改变。通过研究FA与BSA相互作用的三维荧光光谱,峰1（peak 1）与峰2（peak 2）的最大发射波长峰都发生了红移,证明FA与BSA发生了相互作用,FA使BSA周围环境的极性增大,疏水性减小,亲水性增加,BSA蛋白质构象发生变化。最后采用圆二色谱法进行分析,利用软件计算得出该实验相互作用体系下α-螺旋（α-Helix）减少2.3％、β-折叠（β-sheet）增加7.7％、β-转角（β-Turn）增加0.6％和无规则结构（Random coil）含量减少1.2％,β-折叠（β-sheet）含量增加最为明显, 强有力地说明了FA使BSA结构发生了改变。     

2,4-二硝基苯肼与牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱研究了2,4-二硝基苯肼(DNPH)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.实验结果表明,2,4-二硝基苯肼能导致BSA的内源荧光猝灭,猝灭机制为静态猝灭;根据热力学参数△H＜0、△S＜0,得出2,4-二硝基苯肼与BSA之间的主要作用力为氢键和范德华力;同步荧光的结果表明2,4-二硝基苯肼使BSA分子构象发生了改变,其分子内的色氨酸和酪氨酸残基疏水作用增强.     

富勒醇与血清白蛋白相互作用的光谱学研究

采用荧光光谱法和紫外-可见吸收光谱法研究了不同温度下富勒醇与血清白蛋白的相互作用机理,研究结果表明,富勒醇对人和牛血清白蛋白的内源荧光有明显的猝灭作用, 猝灭过程均为静态猝灭,并测定和计算得到不同温度下富勒醇与血清白蛋白反应的结合常数(K_HSA273 K1.546×104,K_HSA293 K1.513×104;K_BSA273 K13.920×104,K_BSA293 K939.500×104)、结合位点数(n_HSA293 K0.952 2;n_BSA293 K1.376 2)。通过结合反应的热力学数据分析,推测出富勒醇与血清白蛋白之间主要靠疏水作用结合;富勒醇与BSA结合强度明显大于富勒醇与HSA的结合强度,BSA的结合常数受温度影响更大;人和牛血清白蛋白在273和293 K的结合位点数在0.901→1.376之间,BSA与富勒醇结合位点数略大于HAS。同时采用分子模拟对接方法,预测富勒醇对牛血清白蛋白的结合部位和作用方式;通过AlignX序列分析法得到BSA与HSA的氨基酸序列相似度较高,在序列160和185附近氨基酸序列差异性较大,推测这是影响两种蛋白质之间与富勒醇作用方式的关键位点。     

光谱法和分子对接方法研究罗利环素与人血清白蛋白的相互作用

在模拟人体生理条件下,应用多光谱法和分子对接技术对罗利环素(RTC)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用进行了研究。实验通过消除内滤光来提高荧光数据的准确性。此外,荧光光谱和紫外光谱的结果表明RTC与HSA的猝灭方式是静态猝灭,且在298和310 K温度下的结合位点数分别为1.09和0.95。在两个不同温度下的结合常数分别为K_{298 K}=3.13×105 L·mol-1和K_{310 K}=0.70×105 L·mol-1。根据热力学参数的计算结果可知,RTC与HSA的结合作用力主要是氢键和范德华力。取代实验表明,RTC在HSA的Site Ⅰ,ⅡA子域上有一个结合位点。根据非辐射能量转移理论得到的RTC和HSA氨基酸残基间的结合距离为2.59 nm。三维荧光光谱表明RTC和HSA的相互作用改变了蛋白质的构象。此外,采用傅里叶变换红外光谱法对RTC与HSA作用前后HSA二级结构的变化进行了定量分析,结果表明,α-螺旋结构含量降低了8.4%,β-折叠含量从30.3%增加到31.4%,β-转角也从15.6%增加到了16.1%。分子对接进一步显示RTC通过氢键、疏水作用力、极性键等多种作用力与HSA的ⅡA子域上氨基酸残基相互作用。实验结果有助于从分子水平研究RTC和HSA的相互作用。     

头孢他啶与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用

采用荧光、紫外及红外光谱法研究了头孢他啶与牛血清白蛋白(BSA)的结合反应.头孢他啶对BSA的色氨酸残基和酪氨酸残基均具有猝灭作用,其猝灭机理为静态猝灭,两者之间形成新的复合物是导致BSA荧光猝灭的主要原因.获取了复合物的结合常数(298K:1.27×10~4L·mol~(-1);310K:1.33×10~41·mol~(-1)).BSA Ⅱ A结构域的site I位点是其唯一可能结合位点.同步荧光光谱表明头孢他啶造成BSA的酪氨酸残基的极性增强.红外光谱表明头孢他啶引起了BSA二级结构的改变,使其α-螺旋含量降低.     

[Zn（Phen）（5-Fu）_2]（NO_3）_2与牛血清白蛋白相互作用的荧光光谱

以Zn（）为中心离子,5-氟脲嘧啶（5-Fu）和邻菲口罗啉（Phen）为配体,合成了[Zn（Phen）（5-Fu）2]（NO3）2配合物,并利用荧光光谱考察了该配合物与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用。实验结果表明,配合物与BSA作用可导致BSA内源荧光猝灭,其猝灭机理为静态猝灭,结合常数Ka=1.56×106L/mol,结合位点数n=1.40,且该配合物能够猝灭BSA分子表面94.0%的色氨酸（Trp）残基,是良好的BSA猝灭剂。     

Studies on the interaction between scopoletin and two serum albumins by spectroscopic methods

The interactions of scopoletin to bovine serum albumin (BSA) and human serum albumin (HSA) have been investigated by spectroscopic methods. The fluorescence tests indicated that the formation mechanism of scopoletin–BSA/HSA complexes belonged to the static quenching. The displacement experiments suggested that scopoletin primarily bound to tryptophan residues of BSA/HSA within site I (subdomain IIA). The binding distance of scopoletin to BSA/HSA was 2.38/2.34 nm. The thermodynamic parameters (ΔG, ΔH and ΔS) calculated on the basis of different temperatures revealed that the binding of BSA–scopoletin was mainly depended on van der Waals interaction and hydrogen bond, and yet the binding of HSA–scopoletin was strongly relied on the hydrophobic interaction and electrostatic interaction. The results of synchronous fluorescence, 3D fluorescence, UV–vis absorption, and FT-IR spectra showed that the conformations of BSA and HSA altered with the addition of scopoletin. In addition, the effects of some common ions on the binding constants of scopoletin to proteins were also investigated.     

三种肉桂酰胺衍生物的制备及其与人血清白蛋白的结合

基于临床上肉桂酰胺类药物的广泛应用及优异性能, 以间羟基肉桂酸为母体, 分别与不同氨基酸反应, 设计合成了3种未见报道的肉桂酰胺类衍生物, 并用MS、IR、¹H NMR、¹³C NMR进行结构表征.采用分子对接技术和荧光光谱法、同步荧光光谱法、紫外-可见光谱法共同研究了3种衍生物分别和人血清白蛋白(HSA)相结合的机理.AutoDock对接显示, 这3种衍生物结合在HSA亚结构域ⅡA(即site Ⅰ)的疏水腔内, 维系衍生物与HSA的主要作用力为氢键和范德华力, 同时还存在着疏水作用.光谱实验结果表明, 在体外生理条件下, 衍生物都与HSA形成复合物, 对HSA内源荧光产生静态猝灭, 且对其构象产生影响.根据不同温度下的热力学函数, 确定主要作用力均是氢键和范德华力.分子对接与实验获得了一致的结果.     

多光谱法结合分子对接研究柠檬黄与牛血清白蛋白的相互作用

采用荧光光谱法、同步荧光光谱法、三维荧光光谱法、紫外光谱法以及分子对接法研究了柠檬黄与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.柠檬黄与BSA相互作用的荧光光谱分析表明柠檬黄能有效猝灭BSA的内源荧光,根据Stern-Volmer方程计算得到柠檬黄对BSA的荧光猝灭常数KSV随着温度的升高而逐渐降低,表明柠檬黄对BSA的荧光猝...     

Combined molecular docking and multi-spectroscopic investigation on the interaction between Eosin B and human serum albumin

The binding of Eosin B to human serum albumin (HSA) was studied using molecular docking, fluorescence, UV–vis, circular dichroism (CD) and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. The mechanism of interaction between Eosin B and HSA in terms of the binding parameters, the thermodynamic functions and the effect of Eosin B on the conformation of HSA were investigated. Protein-ligand docking study indicated that Eosin B bound to residues located in the subdomain IIA of HSA and Eosin B–HSA complex was stabilized by hydrophobic force and hydrogen bonding. In addition, fluorescence data revealed that Eosin B strongly quenched the intrinsic fluorescence of HSA through a static quenching procedure. Furthermore, alteration of the secondary structure of HSA in the presence of the dye was conformed by UV–vis, FT-IR and CD spectroscopy.     

多光谱法与分子对接法研究盐酸四环素与牛血清白蛋白的相互作用

盐酸四环素属于抗生素类, 目前有关盐酸四环素和牛血清白蛋白二级结构的影响及作用机理报道较少。在模拟生理条件下,采用荧光光谱法、三维荧光光谱法、紫外-可见光谱法、圆二色谱法和傅里叶红外光谱法以及分子对接模拟法,研究了盐酸四环素与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。荧光光谱表明,盐酸四环素能有效猝灭BSA的内源荧光,猝灭机制属静态猝灭,通过Stern-Volmer方程计算结合常数Ka为2.813×105 L·mol-1(298 K)。根据Vant’s Hoff方程确定结合过程中的热力学参数ΔS=-151.1 J·mol-1·K-1、ΔH=-76.09 kJ·mol-1_, 两者之间作用为氢键和范德华力。同步荧光光谱、紫外光谱、三维荧光光谱、红外光谱、圆二色谱结果证明盐酸四环素能够改变BSA的二级结构和微环境。根据Föster’s非辐射能量转移理论,盐酸四环素与BSA结合距离为0.49 nm。希尔系数(n_H)值小于1,表明盐酸四环素与BSA结合后存在药物间协同作用。圆二色谱(CD)定量测定了盐酸四环素与BSA作用前后的二级结构含量：α-螺旋含量增加了9.16%(1:1)。分子对接模拟表明盐酸四环素通过氢键、疏水作用和范德华力等多种作用力结合在BSA的site Ⅰ(亚域ⅡA)。本研究有助于了解盐酸四环素与BSA的作用机制,也有助于理解盐酸四环素对蛋白质在储运过程中功能的影响。     

Spectrophotometric studies on the interaction between pazufloxacin mesilate and human serum albumin or lysozyme

The binding of pazufloxacin mesilate (PZFX) to human serum albumin (HSA) or lysozyme (Lys) was investigated using spectrophotometric techniques. The intrinsic fluorescence of both HSA and Lys was strongly quenched by PZFX. This effect was rationalized in terms of a static quenching procedure. Negative values of ΔH⁰ and ΔS⁰ for the formation of PZFX-HSA or PZFX-Lys complex implied that both hydrogen bonds and hydrophobic interactions might play a significant role in PZFX binding to HSA or Lys. The binding distances deduced from the efficiency of energy transfer were 4.04 and 3.21 nm for PZFX-HSA and PZFX-Lys systems, respectively. Furthermore, association constants and binding mechanism were successfully derived from the synchronous fluorescence spectra. Circular dichroism (CD) spectra and UV/vis detections supported a change in the secondary structure of proteins caused by the interaction of PZFX with HSA or Lys.     

多光谱法和分子对接研究α-熊果苷与人血清白蛋白的相互作用

α-熊果苷是一种能够止咳平喘的植物提取物,有关它与蛋白质的相互作用及作用机理报道较少。应用光谱学与分子对接技术研究了在不同条件下α-熊果苷与人血清白蛋白（HSA）的相互作用。研究结果显示：随着α-熊果苷浓度的增大,HSA荧光强度得到了显著增强并且荧光光谱发生了蓝移。利用荧光增敏的各种有关方程求得了α-熊果苷在不同温度下与HSA作用的结合常数, 通过范特霍夫方程计算HSA与α-熊果苷相互作用过程中的ΔH=-23.29 kJ·mol-1和ΔS=40.96 J·mol-1·K-1,说明α-熊果苷与HSA之间的主要作用力是氢键和疏水作用力。通过紫外吸收光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱等光谱学方法研究发现α-熊果苷使HSA的构象发生改变。通过HSA与α-熊果苷作用前后圆二色二级结构的定量分析可得知,HSA与α-熊果苷复合物的形成使蛋白质螺旋稳定性降低。最后应用分子对接实验,验证了α-熊果苷与HSA间的相互作用位点在HSA的siteⅡ（亚域ⅢA）,α-熊果苷能通过氢键和疏水作用力等多种作用力很好的结合在亚域ⅢA的疏水腔中。从实验中获得的数据能够阐明α-熊果苷对HSA的作用机制,同时能够有助于理解α-熊果苷在人体的储藏运输过程中对蛋白质功能的影响。