Pb~(2+)-牛血清白蛋白复合体系中蛋白质二级结构的研究

采用紫外光谱、红外光谱和圆二色谱法研究了Pb2+与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用和蛋白质微观结构的变化。紫外光谱表明,Pb2+与BSA肽链上的CO存在相互作用,并使蛋白质疏水结构的微环境发生变化;红外光谱研究表明,Pb2+与BSA结合位点可能为—OH和—NH基团,利用二阶导、退卷积和谱线拟合技术对蛋白质红外谱图的酰胺Ⅰ带进行处理推测蛋白质二级结构的变化,结果表明蛋白质α螺旋和β折叠二级结构含量降低,β转角二级结构含量增加;圆二色谱(CD)也表明Pb2+与BSA的结合使蛋白质的构象发生了改变。     

Hg^2＋ -牛血清白蛋白复合体系中蛋白质微观结构的研究

研究了Hg2+在生物体内与牛血清白蛋白相互作用的毒性机理以及蛋白质的微观结构变化.测定了Hg2+与牛血清白蛋白(BSA)复合体系的红外光谱(FT-IR)和圆二色谱(CD),并对图谱进行拟合解析处理.红外光谱实验数据表明Hg2+与BSA发生作用的结合位点可能包括-SH、-OH和-NH基团,采用红外拟合技术对BSA二级结构的变化进行了研究,结果表明蛋白质α-螺旋结构含量降低,β-折叠结构含量升高.圆二色谱图也表明由于一定浓度的Hg2+与BSA结合,从而导致蛋白质的二级结构被破坏,这与拟合红外光谱得到的蛋白质二级结构数据相吻合.Hg2+与牛血清蛋白作用致使蛋白质的构象改变,形成金属离子与蛋白质作用的复合物,因而蛋白质失去活性导致生物体发生病变.     

双亲嵌段共聚物P103对牛血清白蛋白构象的影响

利用傅立叶变换红外光谱和傅立叶变换拉曼光谱研究了牛血清白蛋白(BSA)与双亲嵌段共聚物P103作用过程中蛋白质构象的变化规律。研究表明,当P103浓度较低时,BSA二级结构变化不大,当P103浓度为16 g/L或以上时,α-螺旋结构由45.9%降至40%以下,β-折叠结构升高,由6.1%增至17%左右,同时无规结构略微下降。P103的加入主要改变BSA分子内部氢键的结合方式,使α-螺旋结构转变为β-折叠结构;P103的加入还影响BSA中氨基酸侧链的微环境变化和蛋白质二硫键的构象变化。     

圆二色光谱法研究酸度、槲皮素、锌离子对β-酪蛋白二级结构的影响

采用圆二色光谱(CD)技术研究了酸度、槲皮素(Qct)和锌离子对溶液中β-酪蛋白(β-CN)二级结构的影响. 结果表明, 酸度、Qct和锌离子均能够诱导β-CN二级结构发生改变. 在pH 7.6的条件下, β-CN各种结构分别为32.6% α-螺旋, 53.5% β-折叠, 13.9% (-转角和无规卷曲; Qct使β-CN的α-螺旋含量增加、β-折叠含量减少; 锌离子和Zn-Qct配合物导致β-CN的α-螺旋含量大幅度降低, β-折叠含量略有增加, 同时转角和无规的含量也大幅度增加.     

冷冻对CuCl_2溶液水团簇结构及CuCl_2与牛血清白蛋白相互作用的影响

为了考察CuCl_2溶液经冷冻作用后分子结构的改变及其生物功能,测定了其冷冻前后电导率和~(17)O-NMR化学位移和半峰宽的变化及随时间的变化规律,并进一步利用荧光光谱、紫外光谱、傅立叶红外光谱和圆二色光谱研究了与冷冻前后的CuCl_2作用后牛血清白蛋白(BSA)的构象变化。研究表明,CuCl_2溶液经冷冻处理后水团簇变小,这一过程可保持8 h左右。光谱实验结果表明冷冻处理后的CuCl_2与BSA的相互作用趋弱,对BSA的增色效应降低,配位诱导作用减小,对α-螺旋结构的氢键破坏作用减弱。红外曲线拟合结果显示与冷冻前后的CuCl_2作用后,BSA的α-螺旋结构由45.9%分别下降到31.8%和33.0%,β-折叠结构由21.1%分别增大到29.1%和26.5%,无规结构则都有所增多。CD谱结果与其一致。用冷冻处理水溶解BSA后与CuCl_2反应,同样具有使CuCl_2与BSA相互作用趋弱的效果,表明冷冻对CuCl_2与BSA相互作用变弱的效应是由于水的分子团簇结构变化引起的。     

三七总皂甙对牛血清白蛋白溶液构象的影响

应用衰减全反射傅立叶变换红外光谱结合荧光光谱和紫外光谱研究了中药三七 的有效成分三七总皂甙与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用，采用对蛋白质红外光 谱酰氨Ⅰ带和酰氨Ⅲ带进行曲线拟合的方法，定量分析了不同浓度三七总皂甙对 BSA二级结构的影响，发现随着三七总皂甙浓度的增加，蛋白分子结构逐渐发生了 由螺旋向折叠的转化。a-螺旋结构减少了3%，β-折叠结构增加了约5%，其它二级 结构没有明显的变化，红外差谱和荧光光谱的结果为药物与蛋白质的作用引起牛血 清白蛋白溶液构象的变化提供了佐证，紫外光谱反映了单体皂甙与蛋白质的结合常 数的差异。     

pH值和金属离子对尖吻蝮蛇抗凝血因子Ⅱ二级结构的影响

圆二色谱(CD谱)测量表明，尖吻蝮蛇抗凝血因子Ⅱ(ACF Ⅱ)与抗凝血因子Ⅰ(ACF Ⅰ)的二级结构十分相似，它们的主要骨架构象都为反平行β-折叠和α-螺旋结构。pH值对天然ACF Ⅱ的构象有一定的影响，pH值从3到10增大时，α-螺旋含量逐渐减少，反平行β-折叠含量逐渐增大。钙和其他二价金属离子对ACF Ⅱ的骨架结构没有明显影响。三价稀土离子使ACF Ⅱ的α-螺旋含量升高，同时降低其β-转角和β-折叠的含量。     

分子动力学模拟Cu2+对α-突触核蛋白(1-17)肽段构象变化的影响

利用分子动力学模拟研究铜离子(Cu2+)对α-突触核蛋白1-17号氨基酸肽段(α-synuclein(1-17))构象变化的影响,采用GROMOS 43A1力场对Cu2+-α-synuclein(1-17)复合体和α-synuclein(1-17)肽段单体分别进行了6组独立的分子动力学模拟,每组模拟时间为500ns,总模拟时间为3μs.研究结果表明:Cu2+与α-synuclein(1-17)肽段结合使其更易向β折叠片结构折叠,促进了其二级结构的形成,增强了构象的稳定性;Cu2+增大了α-synuclein肽段疏水残基的溶剂可及表面积,增强了其疏水残基的暴露程度.自由能分析指出,Cu2+-α-synuclein(1-17)复合体的自由能比α-synuclein(1-17)肽段低,构象稳定,采样空间紧密,其自由能极小构象为β折叠片结构.构象聚类分析进一步表明,Cu2+使得α-synuclein(1-17)肽段构象趋于稳定.总之,Cu2+诱导固有无序蛋白α-synuclein(1-17)肽段由无序向有序转变,降低了构象的自由能,同时Cu2+增强了α-synuclein(1-17)肽段的疏水性,使得α-synuclein肽段因疏水作用更倾向于形成β折叠片结构,加速其疏水性聚集.     

罗非昔布与牛血清白蛋白之间相互作用的研究

在模拟人体生理条件下,通过荧光光谱法、紫外光谱法、红外光谱法和分子对接等技术探究罗非昔布(RFB)与牛血清白蛋白(BSA)之间相互作用的化学本质。研究结果表明,RFB与BSA的Trp/Tyr残基之间的π-π堆积作用诱导了BSA的荧光发生猝灭,其猝灭机制为静态猝灭并且伴随着非辐射能量的转移;热力学参数表明RFB-BSA可以自发地通过氢键与范德华力进行结合,二者之间的结合距离r_0=3.50 nm,且结合位点数为1;同步荧光和分子对接结果证明RFB与BSA在结合位点Ⅰ结合;三维荧光光谱与红外光谱揭示了RFB导致BSA蛋白质二级结构发生变化,其中α-螺旋和β-片层结构含量下降,β-折叠和β-转角含量上升。     

聚乙烯醇与牛血清白蛋白的相互作用及对其构象的影响

在生理条件下, 使用凝胶过滤色谱、荧光光谱法、差示扫描量热分析和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究了牛血清白蛋白(BSA)与聚乙烯醇(PVA)的相互作用. 实验结果表明, PVA与BSA结合形成复合物, 在其相互作用过程中, BSA色氨酸的发射荧光部分被猝灭, 但是, 相互作用并没有明显改变色氨酸的微环境; 差示扫描量热分析结果提示, BSA与PVA之间的相互作用可能破坏了PVA或BSA的分子内作用力; 用红外光谱法结合可增强分辨率的傅里叶去卷积技术和高斯曲线拟合技术共同用于对BSA与PVA复合物冻干粉中BSA酰胺Ⅰ带的定量分析, 发现冻干粉BSA分子中与分子间相互作用相关的β-折叠组分含量明显减少, 但是, 可用于衡量冻干状态蛋白质结构完整性的α-螺旋组分含量没有降低. 对冷冻干燥后样品中的可溶性BSA分析结果提示, PVA可以保护BSA冷冻干燥过程中的稳定性.     

光谱法研究Cu2+与肌红蛋白的相互作用

用紫外吸收光谱、荧光光谱、同步荧光光谱及圆二色(CD)谱研究了Cu2+与肌红蛋白(Mb)的相互作用. 结果发现, Cu2+使Mb的紫外吸收增强, 峰位蓝移, 说明Cu2+与Mb发生了较强的相互作用; Mb的特征荧光峰猝灭, 且随着温度升高猝灭常数Ksv降低, 表明Cu2+对Mb的荧光猝灭机制属于静态猝灭; 计算了不同温度下的结合常数和结合位点数; 由van′t Hoff方程计算出ΔH和ΔS分别为-11.60 kJ/mol和33.77 J·(mol·K)-1, 得出二者之间的作用力主要为静电力; 并依据Förster非辐射能量转移理论确定了给体-受体间的结合距离r=2.56 nm. 同步荧光光谱表明, Cu2+对Mb的构象产生影响, 使色氨酸残基的疏水性下降. CD光谱测得加入Cu2+后, 二级结构发生改变, 使α-螺旋含量降低.     

骨螺紫及其铜配合物与人血清白蛋白相互作用的光谱学研究

采用荧光光谱法、紫外光谱法和傅里叶红外光谱法(FTIR)研究了模拟生理条件下人血清白蛋白(HSA)与骨螺紫(Mx)及其铜配合物(Mx-Cu²⁺)的相互作用. 根据荧光猝灭数据, 二元体系与三元体系中的作用机制均为静态猝灭, 在Cu²⁺存在下, HSA与Mx之间的结合常数与结合位点数明显加大, 结合两个体系的紫外吸收光谱可知, 在三元体系中, Cu²⁺与Mx形成配合物后再与HSA发生作用; 根据Förster能量转移理论, 求得Mx及Mx-Cu²⁺与HSA上氨基酸残基间的距离分别为r=2.82 nm和r=2.53 nm, 三元体系能量转移效率E′大于二元体系E, 说明Cu²⁺在结合作用中可能起到了能量转移介质的作用; 对Δλ=60 nm时的同步荧光光谱的分析表明, 在Mx及Mx-Cu²⁺作用下, HSA色氨酸残基的微区构象发生了变化, 色氨酸残基所处环境的极性增加; 运用FTIR技术定量测定了HSA与Mx及Mx-Cu²⁺作用后二级结构的变化, 发现2个体系中HSA二级结构变化情况基本一致, α-螺旋结构明显减少约8%, β-折叠也减少约1%, 而β-转角和无规卷曲分别增加了约6%和4%. 说明对HSA二级结构造成影响的主要因素是Mx, 它与HSA的结合使蛋白质分子中的肽链部分展开, 二级结构从α-螺旋和β-折叠向β-转角和无规卷曲结构转变, 分子结构的松散程度增加.     

咪唑型离子液体与牛血清蛋白的缔合特性

通过紫外-可见光谱、荧光光谱、同步荧光光谱、圆二色谱、衰减全反射红外光谱、负染-透射电镜、等温滴定微量热等实验方法系统地探讨了咪唑型离子液体与牛血清蛋白(BSA)的缔合特性.结果发现,离子液体[Bmim]Cl的加入使得BSA的紫外吸收强度增加,同时也会导致其荧光猝灭,并且这种猝灭是静态猝灭.同步荧光的研究结果表明,[Bmim]Cl分子可与蛋白质中接近色氨酸残基的区域发生相互作用,使蛋白质的构象和内部的疏水结构发生改变;负染色法透射电镜直观地显示了加入离子液体后形成的蛋白质-离子液体复合物结构逐渐变大;圆二色谱和衰减全反射红外光谱表明:在离子液体与BSA缔合过程中,离子液体的加入使得BSA二级结构中的α-螺旋和β-折叠的含量降低,从而引起蛋白质二级结构的变化;表面张力法和等温滴定微量热法进一步证实上述缔合作用为静电作用和疏水作用共同作用的结果,但离子液体的烷基链与BSA疏水内腔之间的疏水作用是离子液体与BSA缔合的主要驱动力.     

磷脂酰胆碱与牛血清白蛋白相互作用的FT-IR研究

利用傅立叶变换红外(FT-IR)和拉曼(FT-Raman)光谱研究了高浓度磷脂酰胆碱(PC)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,及Eu3＋对该作用的影响.FT-IR结果显示,PC/BSA混合体系中二者的相互作用主要发生在PC头部极性基团,且这一作用随BSA含量的增加而增强,作用后蛋白质二级结构中α螺旋的比例有所增加. FT-Raman光谱说明PC与BSA的相互作用影响磷脂CH链的排列有序程度. PC/BSA/Eu3＋体系的红外光谱显示, Eu3＋与PC的磷氧键发生了强相互作用,并使蛋白α螺旋的比例进一步增加.     

光谱法研究钙调素与蜂毒肽片断及其类似物的相互作用

设计合成了蜂毒肽片断及其类似物: Mel15, Mel15(8F)和Mel15(7P), 这些多肽与钙调素有很强的结合力, 而且链段很短, 因此它们可作为钙调素可结合蛋白质的结合部位的模型。本文采用光谱法研究了它们与钙调素的相互作用。荧光发射光谱法结果表明, 多肽Mel15在与钙调素相互作用时, 肽链中的Trp基团的微环境变得更加疏水, 说明Mel15中的Trp残基可能与钙调素的疏水性表面靠近。紫外差谱测试表明, 只有当钙调素分子结合2个Ca^2^+后, 才可以与多肽Mel15(8F)结合。圆二色谱法研究表明, 多肽与钙调素结合后多肽分子和钙调素分子的α-螺旋结构的含量都被诱导而增加, 结合力越大, 则越多的残基被诱导形成α-螺旋结构。     

光谱法研究9-甲氧基喜树碱与BSA的相互作用

本文用吸收、荧光、圆二色等光谱法研究了9-甲氧基喜树碱(9-MCPT)与BSA的相互作用。随着9-MCPT的导入,BSA的吸收光谱发生位移,BSA的荧光发生猝灭并使荧光发射峰蓝移,说明9-MCPT与BSA发生了相互作用,且其产物是复合物。298K下体系的猝灭常数、结合常数和结合位点数分别为9.550×10~(4 )L·mol~(-1)、2.589×10~(4 )L·mol~(-1)和0.8949;并且猝灭常数随温度升高而减小,表明9-MCPT以静态方式猝灭BSA的荧光、结合比为1∶1。该体系的ΔH和ΔS均为负值,分别为-5.791 KJ·mol~(-1)、-2.636 J·mol~(-1)·K~(-1),说明BSA与9-MCPT的结合主要是氢键和范德华力所使,ΔG0表明9-MCPT自发与BSA发生作用。同步荧光光谱数据显示,9-MCPT接近BSA中酪氨酸残基。位点竞争实验显示9-MCPT-BSA的结合位点处于在BSAⅡA亚域内的SiteⅠ位点上。CD光谱中BSA的α-螺旋结构比例减少、β-折叠比例增加,表明9-MCPT改变了BSA的二级结构。     

光谱法与分子对接法研究山柰酚对牛血清白蛋白二级结构的影响

采用分子对接技术和同步荧光光谱法、红边激发荧光位移法(REES法)及圆二色谱法(CD)共同研究了山柰酚与牛血清白蛋白(BSA)在pH7.40的缓冲溶液中的相互作用。分子对接的结果表明,山柰酚的B环插入到BSA的ⅡA结构域中的疏水腔内,与色氨酸残基(Trp212)的距离为12.96,维系药物与蛋白质的主要作用力为疏水作用。通过荧光光谱法测得二者之间相互作用力主要为疏水性相互作用,结合位点为1,与分子模拟结果一致。同步荧光光谱及REES法的研究表明,发生相互作用的过程中BSA的色氨酸残基处于运动受限的微环境中,而适当增加山柰酚的浓度能够改变色氨酸微环境的流动性,进而对BSA的构象产生一定影响;同时,圆二色谱的定量计算结果也表明,一定浓度的山柰酚与BSA的相互作用引起了α-螺旋含量的显著降低,从11.91%降低到1.67%,对BSA的二级结构产生一定影响。     

最短α-螺旋的理论研究

在B3LYP/6-31+G**水平下的溶剂中优化得到4个残基长和5个残基长的α-螺旋. 计算得到的骨架构象与蛋白质晶体结构的统计结果符合得很好. 类似于一般的较长α-螺旋, 观察到了C-端的散开. 对很短的聚丙氨酸肽链, 从焓上看310-螺旋明显比α-螺旋稳定, 然而熵效应不利于310-螺旋结构. 螺旋N2(N-端第二个残基)位上天冬氨酸侧链的加盖(Capping)效应明显使α-螺旋相对310-螺旋更加稳定. 因而, 在同样长度下α-螺旋比310-螺旋多的统计结果能够被理解. 另外, 最短的α-螺旋的C-端倾向于以β-转角结构结束.     

不同水团簇结构Zn（NO3）2稀溶液对BSA构象的影响

研究了Zn(NO3)2稀溶液冷冻-解冻处理前后水团簇结构的变化和对牛血清白蛋白(BSA)构象的影响。Zn(NO3)2稀溶液经冷冻-解冻处理后,由于小的水分子团簇结构的形成,溶液电导率明显增加,密度降低,粘度增加。采用激光显微共聚焦拉曼光谱、傅立叶红外光谱和圆二色光谱研究了与冷冻-解冻处理前后Zn(NO3)2稀溶液作用后BSA构象的变化,结果表明:Zn2+对BSA酰胺Ⅰ带的影响较大,可以降低BSA的α-螺旋结构比例,使BSA的二硫键构象、酪氨酸和色氨酸外环境发生变化。Zn(NO3)2稀溶液经冷冻-解冻处理后,对BSA构象的影响变弱。表现为BSA酰胺Ⅰ带α-螺旋结构含量降低相对较少,对酪氨酸外环境的影响减弱。由此可见冷冻-解冻处理可改变Zn(NO3)2稀溶液水分子的团簇结构,使得溶液的物理化学性质发生变化,进而削弱其对BSA构象的影响。     

1,4-二甲基-6,8-二甲氧基-9,10-蒽醌的合成及其与牛血清白蛋白和DNA的相互作用

合成了大黄素类蒽醌衍生物1,4-二甲基-6,8-二甲氧基-9,10-蒽醌(1)并应用紫外光谱、荧光光谱、圆二色谱等方法研究了其与牛血清白蛋白(BSA)和小牛胸腺DNA(ct-DNA)的相互作用.荧光光谱结果表明,化合物1与BSA的相互作用主要以静态猝灭方式使BSA的内源性荧光发生猝灭;圆二色谱表明,化合物1通过疏水作用及形成氢键破坏了α-螺旋结构,导致BSA分子中的α-螺旋含量下降.在pH 7.4时固定DNA的浓度,加入化合物1后,紫外光谱的最大吸收峰发生红移且吸光度加大.荧光光谱表明,化合物1与DNA-4S green NC的结合为竞争性抑制,并可使溶液体系荧光猝灭;圆二色谱表明,随着化合物1的加入,DNA碱基间作用能迅速减弱,表明化合物1与DNA之间为嵌插作用.此外,MTT方法的结果表明,化合物1对结肠癌细胞株HCT116增殖有明显的抑制作用.