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.     

光谱法及分子对接技术研究黄体酮与牛血清白蛋白的结合机制

黄体酮(Progesterone,PROG)是临床用于治疗先兆流产的常用药物之一,但其在生物体内的运输机制尚不明确。本文整合荧光光谱、红外光谱及分子对接等实验技术研究了PROG和牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用机制。光谱学实验结果表明,PROG在BSA的结合位点Ⅰ处与其结合,从而引起BSA的内源荧光猝灭,猝灭机制为静态猝灭和非辐射能量转移,两者之间的结合距离为1.63 nm。在人体正常体温条件下,两者的结合常数为1.423×10~4 L·mol~(-1)。根据热力学公式计算得到两者结合过程中ΔH=-65.31 kJ·mol~(-1)和ΔS=-131.63 J·mol~(-1)·K~(-1),说明PROG和BSA之间的主要作用力为氢键和范德华力。红外光谱研究结果表明,PROG能使BSA构象发生改变,其中α-螺旋结构和β-片层结构含量下降,β-折叠结构含量上升。分子对接结果表明,PROG与Trp214之间的相互作用是引起BSA荧光猝灭的主要原因,且PROG与Lys195残基之间存在的氢键有利于PROG-BSA复合物的稳定。分子对接结果与光谱实验结果相互印证,为揭示PROG在人体运输储藏过程提供了数据支撑。     

荧光光谱法测定大蒜中三种含硫氨基酸与BSA间的相互作用

大蒜中的含硫氨基酸,如脱氧蒜氨酸(SAC)、蒜氨酸(SACS)、 S-烯丙基巯基半胱氨酸(SAMC),具有抗肿瘤、抗氧化等多种生理、药理活性,这些活性应当与上述含硫氨基酸和存在于生物体内的蛋白质等生物大分子之间的相互作用有直接关系。为探明其关系,本文以牛血清蛋白(BSA)为模型蛋白,运用荧光光谱法和紫外吸收光谱法,研究了pH 7.40的Tris-HCl缓冲溶液中,大蒜中SAC, SACS, SAMC与BSA的相互作用。采用荧光分光光度计,以280 nm为激发波长,扫描300～400 nm的荧光发射光谱;采用紫外分光光度计,扫描SAMC的300～400 nm紫外吸收光谱。荧光光谱和紫外吸收光谱结果分析表明:BSA与SAC, SACS的猝灭类型是动态猝灭。BSA与SAMC的猝灭类型是静态猝灭,在298和310 K下两者的结合常数分别为6.18×10~3和5.54×10~3 L·mol~(-1),结合作用较强;对应温度下BSA与SAMC均近似为1个结合位点,可形成1∶1的复合物,推断其在生物体内能被较好的储存与转运;两者的结合距离为1.61 nm。两者结合的热力学参数在298和310 K下的ΔG分别为-21.63和-22.21 kJ·mol~(-1),说明反应是一个自发进行的过程;其ΔH为-7.06 kJ·mol~(-1);在298和310 K温度下的ΔS分别为48.89和46.99 J·mol~(-1)·K~(-1),结合ΔH和ΔS的大小可判断两者的结合以静电引力作用为主。研究表明SAMC与BSA的结合作用较强,为其可作为药物分子提供了理论依据,同时这些结果也为进一步研究三种含硫氨基酸与BSA等大分子的相互作用、开发与利用提供了理论依据。     

荧光光谱法研究20(S)-原人参三醇与牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了20(S)-原人参三醇(PPT)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,结果表明：PPT对BSA荧光的猝灭类型为静态猝灭。在温度为298,308,318 K时的结合常数分别是0.926 3×103,0.618 2×103,0.414 4×103 L·mol-1,结合位点均接近于1。PPT与BSA结合过程中主要的驱动力为氢键和范德华力。与PPT结合后,BSA分子中色氨酸残基部位的结构变得更加紧密。依据Fster的荧光共振能量转移理论得出PPT与BSA的结合距离r为2.62 nm,能量转移效率E为0.32。     

同步荧光法研究Hg(Ⅱ)-罗丹明B酰肼与牛血清白蛋白的相互作用

在三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液条件下(pH 5.0),用同步荧光和紫外-可见分光光度法研究了Hg(Ⅱ)-罗丹明B酰肼(RBH)与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的机理。实验结果表明,BSA的加入可猝灭Hg(Ⅱ)-罗丹明B酰肼(RBH)的荧光。由摩尔比法求得Hg(Ⅱ)-罗丹明B酰肼(RBH)光谱探针与BSA的结合比约为5:1,结合常数K△=1.0×10~6L·mol~(-1)(25℃)。不同温度下(298,308K)实验得到的热力学参数(△H~θ=-29.5kJ·mol~(-1),△S~θ=16.3J·mol~(-1)·K~(-1))表明维持Hg(Ⅱ)-罗丹明B酰肼(RBH)与BSA的相互作用力主要是以静电作用力为主。通过对Hg(Ⅱ)-罗丹明B酰肼(RBH)和牛血清白蛋白结合反应的研究,建立了一种检测蛋白质的新方法。     

四(对甲氧基苯基)钐卟啉与牛血清白蛋白相互作用的研究

合成了四(对甲氧基苯基)钐卟啉,利用荧光光谱法研究了四(对甲氧基苯基)钐卟啉与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。结果表明四(对甲氧基苯基)钐卟啉对BSA的荧光有较强的猝灭作用,属于静态荧光猝灭,由实验数据求得猝灭速率常数K_q=1.3842×10~(13)L·mol~(-1)·s~(-1)、结合常数K_△=3.4610×10~4L·mol~(-1)、结合数n≈1。     

L-半胱氨酸修饰的金纳米粒子与牛血清白蛋白相互作用的荧光光谱研究

采用荧光猝灭光谱和同步荧光光谱研究了L-半胱氨酸修饰的金纳米粒子(Cys-GNPs)与牛血清白蛋白(BSA)间的相互作用。根据荧光猝灭相关方程计算了Cys-GNPs与BSA相互作用的结合常数和结合位点数,探讨了其荧光猝灭机制为静态猝灭,并且根据热力学参数确定了二者间的作用力类型,推断出Cys-GNPs和BSA间主要靠疏水作用力结合。同步荧光光谱表明,二者的相互作用没有导致牛血清白蛋白的构象及色氨酸残基的微环境发生明显变化。     

长春新碱与牛血清白蛋白相互作用研究

利用紫外、荧光和圆二色光谱研究了不同温度下长春新碱(VCR)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。通过荧光猝灭数据算得在 296,303和310 K时,VCR与BSA的猝灭常数K_SV分别为2.0×104,1.7×104和1.5×104 L·mol-1,结合常数K_a分别为1.5×104,9.5×103和4.9×103 L·mol-1,结合位点数分别为0.978 6,0.949 0和0.891 1,表明VCR与BSA间具有较强的结合作用,但结合能随着温度的升高而降低,是形成复合物的静态猝灭。圆二色光谱 (CD)数据表明相互作用后BSA的二级结构发生了改变：BSA的α-螺旋的含量从33.5％下降到 29.7％,β-折叠的含量从13.6％升高到18.4％。通过Van′t Hoff方程,计算出热力学常数焓变(ΔH)和熵变(ΔS) 分别为：－62.7 kJ·mol-1和－129.38 J·（mol-1·K）－１,表明氢键和范德华力在VCR与BSA结合中处于主导作用。     

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。     

荧光光谱法研究虎杖苷与牛血清白蛋白的相互作用

在不同温度下,采用荧光光谱,紫外-可见吸收光谱研究了虎杖苷与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。虎杖苷对BSA的荧光有较强的猝灭作用。根据292K和311K时虎杖苷对BSA的荧光猝灭作用,利用Stern-Volmer方程及双倒数方程处理实验数据,表明虎杖苷对BSA的荧光猝灭作用属于动态猝灭过程,根据Foerster非辐射能量转移理论计算出了虎杖苷与BSA间的结合距离r=3.61nm,结合常数(Kb)分别为5.189×105L·mol-1(292K),1.382×105L·mol-1(311K)及对应温度下的热力学参数。实验结果表明二者主要靠疏水作用力结合,采用同步荧光光谱探讨了虎杖苷对BSA构象的影响。     

粉防己碱与牛血清白蛋白相互作用的研究

利用荧光光培和紫外-可见吸收光谱,研究了粉防己碱与BSA相瓦作用的光谱学行为.研究结果表明,粉防己碱埘BSA有较强的荧光猝灭作用,静态猝灭和非辐射能量转移是导致粉防己碱猝火BSA内源荧光的主要原因.利用Stern-Volmer方程处理实验数据,获得了猝火常数Ksv,不同温度下的Ksv分别为1.26×104 L·mol-1(300 K),1.17×104 L·mol-1(310 K),1.12×104 L·mol-1(320 K).根据Forster非辐射能量转移理论计算出了粉防己碱与BSA间的结合距离r(300 K:3.24 nm;310 K:3.31 nm;320 K:3.50nm).此外,还求得了粉防己碱与BSA的结合常数KA(300 K:1.52×105 L·mol-1;310 K:2.03×105 L·mol-1;320 K:2.89×105 L·mol-1)及相应温度下的热力学参数,热力学数据表明二者主要靠疏水作用力结合.粉防己碱与BSA相互作用的同步荧光光谱表明,二者的结合对BSA构象产生了影响.     

3-羟基-6-[(4-羧基苯基)偶氮]-苯甲酸与牛血清蛋白结合反应的荧光光谱

采用荧光光谱研究3-羟基-6-[(4-羧基苯基)偶氮]-苯甲酸(HCPAB)与牛血清蛋白(BSA)的相互作用.通过测定298K和310K下HCPAB与BSA的荧光猝灭光谱,计算得到荧光猝灭常数、反应的结合常数、结合位点数及热力学参数,得出这种荧光猝灭机理符合静态猝灭;由Foerster能量转移机理,计算了当BSA与HCPAB比例为1∶1时分子间距离r=3.18nm和能量转移效率E=0.23,并由同步荧光光谱显示HCPAB与BSA的结合位点更接近于色氨酸.     

荧光法对姜黄素与牛血清白蛋白相互作用的研究

应用荧光光谱法研究了生理条件下(pH7.4)姜黄素(Curcumin)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果表明,姜黄素对BSA产生荧光猝灭作用,其机理属于静态猝灭过程。T=310K时,其猝灭常数为1.388×1012L.mol-1.s-1,表观结合常数为2.387×104L.mol-1。根据Foerster非辐射能量转移理论,测得姜黄素在BSA中的结合位置与色氨酸残基间的距离为4.43nm。探讨了姜黄素对BSA构象的影响及结合机理,考察了体内某些共存金属离子对姜黄素与BSA结合作用的影响。     

水杨酸与牛血清蛋白相互作用的荧光光谱研究

应用荧光光谱研究了水杨酸与牛血清蛋白 (BSA)分子间的相互作用。研究表明 :水杨酸对BSA内源荧光的猝灭机制属于形成化合物所引起的静态猝灭 ,猝灭常数Ksv 为 1 0 97× 10 4 (mol·L- 1 ) - 1 ;水杨酸与BSA反应的结合常数为 7 377× 10 4 ,结合位点数为 1,当水杨酸浓度较低 (摩尔比小于 1∶1)时 ,它与Trp残基或其附近基团结合但并不引起Trp残基微环境的改变 ;根据F rster非辐射能量转移理论 ,计算了授体 受体间的结合距离和能量转移效率     

葛根素与牛血清白蛋白相互作用的研究

应用荧光光谱法研究了生理条件下(pH7.4)葛根素(PUE)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。结果表明,葛根素对BSA荧光的猝灭机制属于形成复合物的静态猝灭过程,求得其猝灭常数为7.29×1012 L·mol-1·s-1,结合常数为5.04×104 L·mol-1;根据Frster非辐射能量转移理论,测得葛根素在BSA中的结合位置与色氨酸残基间的距离为3.35 nm;探讨了葛根素对蛋白质空间结构的影响及其相互作用机理;考察了体内某些共存金属离子对葛根素与BSA结合作用的影响。     

甲基百里酚蓝-铜（Ⅱ）络合物与白蛋白的相互作用

在模拟动物体生理条件下,采用荧光光谱、紫外-可见光谱法研究了甲基百里酚蓝-铜(Ⅱ)络合物与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.实验表明,MTB-Cu(Ⅱ)络合物与BSA之间为一形成复合物的静态猝灭过程.根据Stern-Volmer方程和Lineweaver-Burk方程求出了其结合常数(295K:3.449×105L·mol-1;310K:2.792×105L·mol-1)和热力学参数(△H=-10.71kJ·mol-1;△S=69.69J·K-1/69.71J·K-1;△G=-31.27kJ·mol-1/-32.32kJ·mol-1).证明二者主要以静电力作用,该过程是一个熵增加、Gibbs自由能降低的自发超分子过程.依据Foerster理论求出了结合距离r=2.25nm,阐明了猝灭机制是通过能量转移产生的.     

牛血清白蛋白与荧光增白剂相互作用的荧光光谱法研究

应用荧光光谱法研究了牛血清蛋白与荧光增白剂CBS-X、BBU、VBL的相互作用.通过Stern-Volmer方程、Lineweaver-BurK方程和双对数曲线进行计算,研究了FWA对BSA内源荧光的猝灭机制.FWA对BSA内源荧光的猝灭主要为静态猝灭和荧光共振能量转移猝灭.测定了荧光增白剂CBS-X、BBU、VBL对BSA的猝灭常量和扩散常量(283 K),确定了荧光增白剂与BSA结合位点数均为1.根据Frster非辐射能量转移理论,计算了BSA与荧光增白剂分子间的结合距离和能量转移效率.通过测定283 K和298 K时供体与受体分子间结合常量,计算了BSA与荧光增白剂作用的热力学参量.BSA与FWA作用的ΔH<0,ΔS>0,并以此确定了BSA 与荧光增白剂分子主要通过静电力进行作用.     

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.     

分子对接模拟法与多光谱法研究盐酸金霉素与胃蛋白酶的相互作用

通过荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法、三维荧光光谱法、圆二色谱法(CD)、同步荧光光谱法和分子对接模拟法等方法研究了CTC(金霉素)和PEP(胃蛋白霉)之间相互作用的机制。通过在不同温度下进行荧光强度测定,确定了CTC与PEP相互作用及相关的猝灭机制。通过实验结果计算出CTC与PEP的结合常数K_A(298, 303和308 K)为4.345×10~7, 2.836×10~7和1.734×10~7 L·mol~(-1)以及结合位点数n为1.618, 1.587和1.555。n值接近于1,这意味着在PEP与CTC之间只有一个结合位点。基于热力学分析,计算得298 K的热力学参数:ΔH(-70.13 kJ·mol~(-1)),ΔG(-43.57 kJ·mol~(-1))和ΔS(-89.00 J·(mol·K)~(-1))。由ΔH0和ΔS0可知范德华力和氢键是CTC和PEP之间的主要作用力,由ΔG0可知该反应自发进行。根据F?rster’s偶极-偶极非辐射能量转移理论,计算得结合距离r=3.240 nm,证明CTC与PEP之间存在非辐射能量转移。分子对接模拟表明, CTC与PEP的结合位置在PEP的活性中心凹槽内, CTC与PEP的氨基酸残基VAL30, SER35, TYR189, THR74, THR77, GLY78和LEU112之间存在范德华力; CTC和GLU13, GLY217, ASP32, ASP215和GLY76等残基之间存在氢键作用力; CTC还与PEP的氨基酸残基TYR75存在疏水作用力。各种作用力使CTC和PEP形成稳定的复合物。通过紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱和三维荧光光谱等技术分析,可知CTC使PEP中的色氨酸(Trp)氨基酸残基周围环境极性增强,疏水性减弱,亲水性增强,导致PEP二级结构发生改变。圆二色谱图则表明CTC改变了PEP的部分二级结构, PEP中的α-螺旋结构的含量从11.6%增加到21.0%,β-折叠结构的含量从47.3%降至28.2%,β-转角(β-Turn)结构的含量从19.6%增加到24.2%,无规则结构(Random coil)的含量从27.6%增加到34.2%,表明CTC对PEP发生了相互作用,改变了PEP周围的微环境,导致PEP的二级结构发生变化。本研究结果有助于了解CTC与PEP的结合机理,为CTC的合理使用提供了重要依据。     

荧光光谱法和分子模拟技术研究考马斯亮蓝G-250与牛血清白蛋白的相互作用

采用多种光谱技术结合圆二色谱技术研究了考马斯亮蓝G-250(CBBG-250)相互作用于牛血清白蛋白(BSA),探究了两者之间的作用机理。荧光光谱结果表明BSA与CBBG-250结合形式是静态猝灭,随CBBG-250浓度增加,其形成常数随温度逐渐减小,结合比为1∶1,根据Stern-Volmer曲线计算焓变值(ΔH)和熵变值(ΔS)分别为-4.38kJ·mol~(-1)和-6.16J·mol~(-1)·K~(-1),均小于零,证明该过程是一个自发过程。傅里叶红外光谱测定结果表明CBBG-250的加入引起BSA结构的变化,随着CBBG-250溶液浓度的增加,BSA中色氨酸微环境极性被改变,在1 600~1 700cm~(-1)(酰胺带Ⅰ)和1 600~1 500cm~(-1)(酰胺带Ⅱ)处的特征吸收带蓝移。其中1 650cm~(-1)移动至1 710cm~(-1),1 544cm~(-1)移动到1 573cm~(-1),显示BSAα-螺旋(1 650~1 658cm~(-1))和β-折叠(1 620~1 640cm~(-1),1 675cm~(-1))结构发生变化,且α-螺旋含量比结合前有所降低。圆二色谱分析结果表明,两者间通过氢键和范德华力为主的作用力使得BSA二级结构发生变化,α-螺旋含量由42.15%下降至1.27%,该结果进一步被分子建模对接技术证明。