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。     

莲藕多酚氧化酶与底物或抑制剂相互作用的光谱学研究

本文研究了纯化的莲藕多酚氧化酶(PPO)与底物和抑制剂相互作用时的二级结构变化。园二色谱分析表明莲藕PPO主要含有α-螺旋和β-折叠结构。与抑制剂作用后,莲藕PPO活性显著降低,同时伴随其二级结构中α-螺旋结构明显减少,表明莲藕PPO的活性中心可能位于α-螺旋结构中。荧光分析表明,莲藕PPO与邻苯三酚(pyrogallic acid,PA)作用后,酪氨酸残基荧光强度略有降低,λmax位移不明显,色氨酸残基荧光强度略有降低,λmax红移2 nm;而与莲藕多酚(Lotus root polyphenol,LRP)作用后,莲藕PPO分子中酪氨酸(Tyr)和色氨酸(Trp)残基荧光强度显著提高,且其最大发射波长分别蓝移6nm和红移5nm。当加入异Vc钠后,Tyr和Trp残基最大发射峰显著红移,说明Trp和Tyr残基位于一定的疏水环境对维持PPO催化活性的优势构象至关重要。     

多肽对钙调素亲和力的预测

根据前文提出的钙调素可结合多肽的钙调素结合部位的模型,并综合钙调素可结合多肽的报道,提出一种简单方法来预测多肽的钙调素结合部位和其复合物的解离常数,研究了多肽的疏水性、形成α螺旋结构的倾向、碱性等因素对解离常数的影响.为了进一步检验模型和预测方法,设计合成了模型肽,合成的模型肽与钙调素的复合物的解离常数的实测值与预测值相符.     

多肽抑制剂抑制淀粉质多肽42构象转换的分子动力学模拟和结合自由能计算

应用分子动力学模拟和结合自由能计算方法研究了多肽抑制剂KLVFF、VVIA和LPFFD抑制淀粉质多肽42 (Aβ42)构象转换的分子机理. 结果表明, 三种多肽抑制剂均能够有效抑制Aβ42的二级结构由α-螺旋向β-折叠的构象转换. 另外, 多肽抑制剂降低了Aβ42分子内的疏水相互作用, 减少了多肽分子内远距离的接触, 有效抑制了Aβ42的疏水塌缩, 从而起到稳定其初始构象的作用. 这些抑制剂与Aβ42之间的疏水和静电相互作用(包括氢键)均有利于它们抑制Aβ42的构象转换. 此外, 抑制剂中的带电氨基酸残基可以增强其和Aβ42之间的静电相互作用(包括氢键), 并降低抑制剂之间的聚集, 从而大大增强对Aβ42构象转换的抑制能力. 但脯氨酸的引入会破坏多肽的线性结构, 从而大大降低其与Aβ42 之间的作用力. 上述分子模拟的结果揭示了多肽抑制剂KLVFF、VVIA和LPFFD抑制Aβ42构象转换的分子机理, 对于进一步合理设计Aβ的高效短肽抑制剂具有非常重要的理论指导意义.     

硅钨杂多酸与牛血红蛋白相互作用的研究

多金属氧酸盐作为抗艾滋病病毒、抗流感病毒和抗肿瘤的药物,引起了人们对多金属氧酸与蛋白质之间相互作用的极大关注。蛋白质空间结构的任何变化引起的构象变化都意味着蛋白质分子的活性改变,因此,蛋白质与内源性化合物及许多药物分子之间相互作用的研究一直受到人们关注[1￣3]。血红蛋白是动物及人体内执行输氧任务的蛋白质,是生命机体进行各种生理活动的主要承担者。血红蛋白分子中每条α链和β链含有的色氨酸(Trp)残基分别为α-14Trp、β-15Trp、β-37Trp。Alpert[4]等认为位于疏水腔内的β-37Trp是血红蛋白内源荧光的主要来源,同时β…     

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。     

蜂毒肽与CT-DNA的相互作用

通过圆二色光谱、紫外光谱、荧光光谱以及等温滴定量热等技术研究了蜂毒肽(Mel)与小牛胸腺DNA(CT-DNA)之间的相互作用以及构象变化.结果表明Mel可以与CT-DNA形成复合物.复合物的形成使得Mel的构象发生变化,由无规卷曲转变为α-helix,Mel中色氨酸残基处于更加疏水的环境.同时,CT-DNA的结构发生变...     

蜂毒肽类似物的合成和生物活性研究

Melittin(GIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQQ-NH₂)是蜂毒中含26个氨基酸残基的多肽,具有抗菌和溶血等生物活性,是典型的阳离子抗菌肽.本文设计合成了蜂毒肽C端15残基肽片段(GLPALISWIKRKRQQ-NH₂)及其类似物(15残基).研究了Melittin及这些合成肽的抗菌活性、溶血活性、疏水性及二级结构.结果表明,合成的类似物的溶血活性明显降低,抗菌活性基本保留,且与其疏水性相关.类似物中与碱性氨基酸簇(KRKR)距离较远的残基的疏水性对其抗菌活性有较大的贡献.多肽溶血与抗菌机理不同.类似物的抗菌活性和溶血活性与其二级结构(α-螺旋结构)没有明显的相关性.     

影响多肽与花粉钙调素亲和性的因素──多肽的圆二色性及核磁共振研究

钙调素 ( Ca M)存在于所有真核细胞生物体内 ,它可与很多天然的生物活性肽结合 ,如 β-内啡肽、胰高血糖素和某些昆虫毒液肽等 [1] .有关 Ca M与多肽相互作用的研究普遍认为 ,对 Ca M有高亲和性的多肽应该具有形成α螺旋结构的显著倾向[2 ] .为进一步确认多肽的主链构象对 Ca M亲和能力的影响 ,我们采用圆二色性光谱和核磁共振波谱分析了荞麦花粉碱性十二肽 BPP-1和它的类似物 BPP-3的结构特征 ,配合多肽对花粉钙调素 ( p Ca M)的结合能力 ,发现肽链的可塑性和 C端的极性是影响多肽与 p Ca M亲和能力的因素 ,而形成 α螺旋结构的倾…     

光谱法与分子模拟技术研究杨梅素与牛血清白蛋白的相互作用

利用紫外光谱、荧光光谱、红边激发荧光位移(REES)法、圆二色谱(CD)结合分子模拟技术共同研究了模拟生理条件下杨梅素与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,阐述了相互作用机制.分子模拟结果表明,杨梅素与蛋白在亚结构域II A的疏水腔内结合,主要作用力为疏水作用力和氢键.依据荧光猝灭法判断猝灭机制为静态猝灭,并得到不同温度下药物与蛋白相互作用的结合常数(Ka)及结合位点数(n),根据热力学参数判断出作用力类型,并且计算出杨梅素与蛋白的结合距离,与分子模拟得到的判定结果基本一致.通过紫外光谱、同步荧光光谱以及REES法获得的信息讨论了相互作用时BSA中色氨酸(Trp)微环境的变化;并利用CD谱的测定结果定量计算了BSA二级结构中α-螺旋含量的变化.     

螺旋型抗菌肽的疏水性对抗细菌与抗真菌活性的影响比较

α-螺旋型多肽HPRP-A1由15个氨基酸残基组成,来源于幽门螺杆菌核糖体蛋白L1的N端.本研究以HPRP-A1为模板,在其非极性面中心通过单个氨基酸定点取代的方法,形成一系列疏水性不同的多肽类似物,系统地研究疏水性对α-螺旋型多肽生物活性的影响.结果显示,多肽疏水性及所带净电荷对多肽生物活性起着重要的作用;HPRP-A1及疏水性相对较高的多肽类似物具有较好的广谱抗菌活性（包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及真菌）,但也有相对较高的溶血活性;多肽的疏水性与所带净电荷的变化对多肽抗细菌活性与抗真菌活性所产生的影响有着相似的变化趋势和程度.这意味着多肽与细菌的作用机制和多肽与真菌的作用机制存在一定的相关性.多肽对细菌和真菌的抗菌活性存在特异性,为设计出具有临床应用前景的抗菌肽药物奠定了基础.     

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。     

光谱学结合分子动力学研究秋水仙碱与血红蛋白之间相互作用机制

本文通过分子光谱、分子对接以及分子动力学模拟等技术手段探究了秋水仙碱与血红蛋白(Hb)之间相互作用的模式与机制。分子光谱和非辐射能量转移理论研究结果表明秋水仙碱通过范德华力与Hb结合,并导致Hb的构象发生改变。分子对接和分子动力学研究发现秋水仙碱在Hb的中央空腔与其形成稳定的复合物,并导致Hb的结构变得紧密,从而驱动Hb二级结构中的α-螺旋、β-转角、弯曲、无规则卷曲等结构的含量发生显著变化。Hb的某些氨基酸残基如:Trp37(β2)、Ala130(α2)、Pro90(α1)、Thr137(α1)、Tyr35(β2)等在它们结合的过程中发挥着至关重要的作用。实验数据和模拟研究结果相互印证,为进一步揭示秋水仙碱在生物体内的作用机制提供重要信息和参考依据。     

谱学与分子模拟研究甲磺酸酚妥拉明与肌红蛋白作用的分子机理

利用紫外吸收光谱、荧光光谱结合分子模拟技术研究了在模拟生理条件下甲磺酸酚妥拉明(phentolamine mesylate,PM)与肌红蛋白(myoglobin,Mb)的作用机制.实验结果表明:药物小分子甲磺酸酚妥拉明与蛋白相互作用时结合位点数为1,表观结合常数KA为5.27×104L·mol-1.分子模拟结果表明:PM在Mb上的结合位点是site1活性口袋,两者通过疏水作用、亲水作用、氢键作用以及静电作用结合.PM与Mb中的氨基酸残基Trp,Tyr和Phe发生疏水相互作用,进而导致Mb的紫外吸收峰强度降低以及荧光的猝灭.它们之间负的ΔG值表明结合反应是热力学允许的。     

海藻糖抑制淀粉质多肽42构象转变的分子动力学模拟

应用分子动力学模拟方法研究了海藻糖抑制淀粉质多肽42(Aβ42)构象转变的分子机理.结果表明,海藻糖溶液浓度对Aβ42构象转变具有非常重要的影响.在水和低浓度海藻糖溶液(0.18mol·L-1)中,Aβ42可由初始的α-螺旋结构转变成β-折叠的二级结构;但海藻糖浓度为0.37mol·L-1时即可有效抑制Aβ42的构象转变.这是因为海藻糖利用其优先排阻作用使水分子在多肽周围0.2nm内富集,而其自身却在距离多肽0.4nm的位置附近团聚.另外,海藻糖还可通过降低多肽间的疏水相互作用,减少多肽分子内远距离的接触,有效抑制多肽的疏水塌缩和构象转变.上述分子模拟的结果对于进一步合理设计阿尔茨海默病的高效抑制剂具有非常重要的理论指导意义.     

原儿茶酸对人血清白蛋白淀粉样纤维化的抑制作用

以人血清白蛋白为模型,研究了原儿茶酸对蛋白质淀粉样纤维化的抑制作用及抑制机制。采用硫黄素T测定蛋白纤维化过程,结果表明原儿茶酸对蛋白质纤维化的抑制呈现浓度依赖性,当原儿茶酸浓度为250μmol·L~(-1)和500μmol·L~(-1)时,其抑制率分别达到了42.5%和59.5%。透射电镜直观地显示出原儿茶酸对蛋白质纤维化的抑制作用。8-苯氨基-1-萘磺酸荧光光谱和圆二色谱分析结果显示,原儿茶酸能够显著地减少纤维化蛋白表面疏水性氨基酸残基的暴露,稳定蛋白质的α螺旋结构。分子模拟结果表明,氢键和疏水作用力驱动原儿茶酸与人血清白蛋白的相互作用,并与赖氨酸残基特异性结合以维持蛋白质构象的稳定,从而达到抑制蛋白纤维化的效果。     

尖吻蝮蛇蛇毒出血毒素Ⅲ的荧光光谱

皖南尖吻蝮蛇蛇毒经分离和纯化得到出血毒素Ⅲ(AaH Ⅲ),质谱测定分子量为23,284.4±0.1。实验表明,Trp残基较大程度位于AaH Ⅲ分子的疏水区。十二烷基磺酸钠(SDS)和盐酸胍的加入使AaH Ⅲ的分子构象发生变化,导致分子内色氨酸(Trp)残基的荧光淬灭。盐酸胍的加入使Trp残基的荧光发射峰位明显红移,表明位于AaH Ⅲ分子较疏水环境的Trp残基相对外露。我们还就酸度、EDTA和金属离子对AaH Ⅲ分子内Trp残基荧光光谱的影响进行了研究和讨论。     

1-萘酚诱导人血清白蛋白和牛血清白蛋白构象的变化

采用稳态荧光光谱、同步荧光光谱、荧光共振能量转移技术结合分子对接法,探究了1-萘酚(1-OHNap)诱导人血清白蛋白(HSA)和牛血清白蛋白(BSA)构象变化的差异。结果表明,与1-OHNap的结合作用使HSA中荧光团周围微环境极性发生改变,BSA中Trp残基周围微环境的极性增加;同时,与1-OHNap的结合作用使HSA、BSA中的多肽链轻微展开,其中HSA中α-螺旋占比的降幅较大;1-OHNap与HSA、BSA的结合平衡常数（Kb）分别为1.49×104、8.76×103 L/mol;1-OHNap分别结合在HSA和BSA的ⅡA子域和ⅠB子域;1-OHNap与HSA和BSA中Trp残基的表观距离分别为1.53 nm和1.42 nm。实验证实1-OHNap诱导HSA和BSA构象的变化具有差异。     

光谱法研究喜树碱与牛血清白蛋白的相互作用

采用多种光谱技术对喜树碱和牛血清白蛋白的相互作用进行了研究.结果表明喜树碱和牛血清白蛋白可形成基态复合物,引起牛血清白蛋白内源荧光猝灭.通过计算获得了二者在不同温度下的结合常数及结合位点数.根据喜树碱和牛血清白蛋白结合的热力学参数,确定了二者之间主要为疏水作用力.根据F(o)rster非辐射能量转移理论确定了喜树碱和牛血清白蛋白的作用距离.同步荧光光谱显示喜树碱主要与蛋白中色氨酸残基发生相互作用,改变其周围的局部构象.红外光谱提示喜树碱可引起蛋白的构象发生改变,α-螺旋二级结构减少.     

水溶性阳离子型吡啶基咔咯镓配合物与人血清蛋白的相互作用

利用紫外吸收光谱、荧光光谱、圆二色(CD)光谱和分子对接计算探究了5,10,15-三[4-(N-甲基-吡啶)]咔咯镓配合物(1-Ga)与人血清蛋白(HSA)的相互作用.结果表明,HSA的荧光能被1-Ga静态猝灭,两者的结合常数为2.82×104L/mol,作用距离为3.342 nm.热力学参数显示1-Ga主要通过氢键和疏水作用与HSA结合,位点标记竞争实验表明1-Ga优先结合HSA的布洛芬位点Ⅱ.此外,紫外吸收光谱和CD光谱显示二者的相互作用会导致HSAα-螺旋结构的减少.分子对接计算结果表明1-Ga优先结合在HSA亚结构域ⅢA的位点Ⅱ疏水袋中.