多光谱法和分子对接模拟法研究黄腐酸与胃蛋白酶的相互作用

利用荧光光谱、 同步荧光光谱、 三维荧光光谱、 紫外-可见吸收光谱、 傅里叶变换红外光谱和圆二色光谱以及分子对接模拟方法研究了黄腐酸(FA)与胃蛋白酶(PEP)之间的相互作用. 荧光光谱分析表明, FA-PEP荧光猝灭的类型为静态猝灭. 根据Stern-Volmer方程和静态猝灭双对数公式计算得到猝灭常数K_sv和结合位点数n. 根据Vant’t Hoff方程计算得到热力学常数ΔH=-59.86 kJ/mol, ΔS=-98.13 J·mol ^-1·K ^-1, ΔG=-30.62 kJ/mol(298 K). 热力学分析表明, 氢键和范德华力是PEP与FA之间的主要结合力, 其反应为自发过程. 根据F?rster非辐射能量转移理论, 计算得到PEP和FA之间的结合距离为2.436 nm, 表明在FA与PEP之间发生了非辐射能量转移. 三维荧光光谱分析表明, 在FA存在下PEP的肽链骨架结构发生了改变. 此外, 紫外-可见吸收光谱、 同步荧光光谱和红外光谱结果表明, FA使PEP的二级构象发生变化. 分子对接模拟结果表明, FA引起PEP荧光猝灭的结合作用力不仅有氢键和范德华力, 还有疏水作用力.     

长春新碱与人血清白蛋白的相互作用研究

利用荧光和圆二色光谱研究了长春新碱(VCR)与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用. 通过荧光猝灭测得在288, 298和308 K时, VCR与HSA的结合常数K分别为2.14×10⁴, 1.73×10⁴ 和1.35×10⁴ L•mol^－1, 表明VCR与HSA间具有较强的结合作用, 属于静态猝灭. 计算出焓变(ΔH)为 －17.38 kJ•mol^－1, 熵变(ΔS)为22.62 J•mol^－1•K^－1, 结合分子模型理论计算的结果, 表明VCR与HSA相互作用时在色氨酸(Trp) 214残基和VCR分子中吲哚基间作用力以疏水作用力为主, 但在 VCR和HSA 分子间以静电引力为主. 圆二色光谱(CD)的数据表明相互作用后HSA的二级结构发生了改变：HSA的α-螺旋的含量从51.7%下降到32.9%, β-折叠的含量增加了9.2%.     

白藜芦醇与CopC的相互作用研究

白藜芦醇是一种天然的植物抗毒素,存在于花生、葡萄和多种浆果之中。CopC是一种由β-折叠片组成的铜伴侣蛋白,含有102个氨基酸,Cu~+结合在C端,Cu~(2+)结合在N端,其作为氧化还原开关参与铜的调控,它与小分子的作用影响其氧化还原开关功能。本研究主要利用红外光谱(FTIR)、圆二色谱(CD)、荧光寿命、三维荧光光谱、荧光光谱和分子对接等方法研究白藜芦醇与CopC的相互作用。通过FTIR、CD、化学变性和荧光寿命测定表明,白藜芦醇的结合使得CopC的稳定性降低,可能源于CopC的β-折叠片含量减少,自由卷曲含量增加。此外,三维荧光光谱和荧光光谱表明,白藜芦醇与CopC结合后,其荧光光谱出现蓝移,表明白藜芦醇可能结合在CopC的疏水区域;并且,可得白藜芦醇与CopC的结合比为1∶1,结合常数为(6.76±0.17)×10~5 L·mol~(-1),疏水作用力是维持两者之间形成复合物的主要作用力。通过F9rster能量转移和分子对接模拟确定CopC中白藜芦醇和色氨酸之间的平均结合距离,模拟的结果和实验结果具有较好的一致性。本文结果将为阐明CopC的铜调控机理提供帮助。     

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。     

基于金纳米簇探针的荧光猝灭检测铁离子

以D-色氨酸为保护剂和还原剂, 采用水热法快速制备了具有强荧光的金纳米簇(D-Trp@AuNCs); 以其作为荧光探针, 建立了基于荧光猝灭的选择性高灵敏检测Fe³⁺的传感方法. 利用透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)和红外光谱(IR)等手段对制备的金纳米簇进行了表征, 并利用荧光光谱研究了D-Trp@AuNCs的荧光性能. 结果表明, D-Trp@AuNCs具有较好的生物相容性, 其最大激发波长为370 nm, 最大发射波长为460 nm; 向金纳米簇溶液中加入Fe³⁺后, D-Trp@AuNCs的荧光发生明显猝灭, 其猝灭程度与Fe³⁺的浓度在0.3~500.0 μmol/L范围内呈现良好的线性关系, 检出限为33.1 nmol/L(S/N=3). 将该荧光探针用于实际水样中Fe³⁺的检测, 回收率为86.6%~106.5%.     

牛血红蛋白与双十二烷基二甲基溴化铵相互作用的光谱研究(英文)

运用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和圆二色谱法研究了双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)与牛血红蛋白(Hb)的相互作用。从紫外-可见吸收光谱观察到,随着DDAB的浓度增大,Hb在406nm处的特征吸收峰强度下降,且峰位蓝移,说明DDAB导致血红素辅基微观环境变化。由荧光光谱研究可以得出随着DDAB的浓度增大,Hb在340nm处的荧光强度逐渐增强,说明导致色氨酸荧光淬灭的血红素辅基与色氨酸的距离增大。由Scatchard方程计算了不同温度下该反应的表观结合常数、结合位点数及结合热力学参数,热力学参数的变化表明DDAB与Hb之间以疏水作用力为主。圆二色谱的研究进一步表明DDAB使Hb产生轻微的二级结构改变,α-螺旋含量增加.     

铱(IV)离子与人血丙种球蛋白的作用研究

在0.1 mol•L^－1醋酸-醋酸钠(pH 5.0)体系中, 采用紫外吸收光谱、荧光光谱及同步荧光光谱法研究了人血丙种球蛋白(gamma seroglobulinum humanum, 简称GSH)与铱(IV)离子的相互作用. 结果表明, Ir(IV)离子使人血丙种球蛋白的构象发生了改变, α-螺旋含量减少, 并且用同步荧光光谱发现Ir(IV)离子与人血丙种球蛋白的作用位点更接近于色氨酸, 从而使色氨酸残基的疏水性略有减小. 荧光光谱结果表明Ir(IV)对人血丙种球蛋白内源荧光(342 nm)产生了较强的荧光猝灭作用, 根据不同温度下Ir(IV)对人血丙种球蛋白的荧光猝灭作用, 证明了这种荧光猝灭为静态猝灭机制, 计算了其结合常数和结合位点数, 从而得出了静电作用力为其主要的作用力.     

噻螨酮与人血清白蛋白的作用机制

用分子对接方法及紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱等实验手段研究了噻螨酮(HEX)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用及对HSA构象的影响.预测结果表明,HEX能与HSA发生相互作用,且作用位点site II比site I的打分小约4.5.实验结果表明,HEX猝灭HSA的内源荧光且作用机制为静态猝灭;HEX使HSA周围的微环境发生变化,导致蛋白质的肽链结构改变;298和291 K时HEX与HSA相互作用的结合常数(KA)和结合位点数分别为7.35×103 mol/L、0.82和1.02×104 mol/L、0.86,证实HEX仅在site II存在作用位点;HEX与Trp214的结合距离为3.01 nm,作用力主要为氢键、范德华力和疏水作用力.这些研究所获得的多种信息有助于在分子水平上理解农药对人体造成的毒性及可能的生物累积性.     

以9-蒽醛为荧光基团的吡唑啉衍生物荧光探针对Fe3+和Cu2+的检测

以9-蒽醛为荧光基团,吗啉环和吡唑环为识别基团,合成了一种新型荧光探针1,5-二苯基-3-(10-(吗啉甲基)蒽-2-基)吡唑啉(PMAP),利用1H NMR、13C NMR和单晶衍射表征其结构,通过荧光发射光谱和紫外可见吸收光谱研究其离子识别性能。结果表明,探针PMAP对Fe³⁺、Cu²⁺具有良好的识别效果,荧光量子产率分别从0.14降到0.05和0.04,溶液颜色从淡黄色变为蓝色。PMAP与Fe³⁺/Cu²⁺以1∶1的化学计量比形成配合物,检测限约为1μmol·L^-1。同时,干扰实验表明PMAP具有良好的抗干扰性能。在实际样品中的应用表明,PMAP传感器能有效地检测实际水样中的Cu²⁺和Fe³⁺。另外,根据Fe³⁺、Cu²⁺和H+不同组合时PMAP的量子产率构建了分子水平上的三输入NOR逻辑门电路。     

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.     

Spectral Study on the Interactions Among Cu(Ⅱ), Doxorubicin and CopC

Interactions among Cu(Ⅱ),doxorubicin and copper operon C(CopC)have been investigated in detail by means of fluorescence,UV-Vis,IR spectra,isothermal titration calorimetry(ITC)and molecular docking in Tris-HCl buffer(50 mmol/L,pH=7.4,25℃).The results suggest that Cu(Ⅱ)-doxorubicin is formed in a Cu(Ⅱ)to doxorubicin molar ratio of 1:2,and the conditional stability constant,K[Cu(Ⅱ)-doxorubicin]is 1.90×10^9 L^2/mol^2,CopC and doxorubicin can form a 1:1 complex,the conditional stability constant is greater than 10^5 L/mol.Binding of doxorabicin causes a conformational change in CopC with the reduction of β-sheet and increase of random coil,and the stability of CopC is decreased.Cu(Ⅱ),doxorubicin and CopC can form a CopC-Cu(Ⅱ)-doxorubicin ternary complex.The formation of CopC-Cu(Ⅱ)-doxorubicin reduced greatly the reduction rate of Cu(Ⅱ)by ascorbate(Vc),i.e.,the binding of doxorubicin affects the action of CopC as redox switch.     

Apo‐CopC and CopC‐Cu(II) Unfolding Characteristics in GuHCl Solution

The stability of CopC, a copper resistant protein with a Greek β‐barrel motif, in GuHCl solution was investigated by fluorescence spectra. Parameter A, characterizing position and shape of the fluorescence spectra, "phase diagram" method of fluorescence, and cupric binding capacity in GuHCl solution of different concentration showed that the denaturation transition of apo‐CopC and CopC‐Cu(II) might be fitted to a simple two‐state model. According to a two‐state model, the free energy of stabilization for apo‐CopC and CopC‐Cu(II), (17.08±0.35) and (23.81±0.45) kJ·mol^‐1 respectively, was obtained. Copper(II) increased the stability of apo‐CopC. The higher thermodynamics stability of CopC‐Cu(II) was revealed to originate in both the faster folding and the slower unfolding rates by unfolding kinetics.     

羟丙基-β-环糊精对1-羟基芘与牛血清白蛋白相互作用的影响

在模拟生理条件下, 利用荧光光谱、 圆二色光谱和紫外-可见吸收光谱探究了羟丙基-β-环糊精(HPCD)对1-羟基芘(1-OHPyr)与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的影响及其相关机制. 结果表明, 291 K下HPCD可使1-OHPyr与BSA的结合常数降低为1.45×10⁵ L/mol; 导致1-OHPyr-BSA体系中BSA的α-螺旋含量恢复, 色氨酸(TRP)残基周围微环境的极性变化减弱; 致使1-OHPyr及BSA的荧光寿命均延长, 且二者的结合距离增大. 初步研究结果表明, HPCD与1-OHPyr的包络作用是HPCD影响BSA与1-OHPyr结合的主要原因.     

桑色素与血清白蛋白相互作用热力学行为

利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、圆二色谱、分子模拟等方法,在近似生理条件下,以牛血清白蛋白(BSA)为模式蛋白质,研究了桑色素(Morin)和血清白蛋白相互作用的热力学行为及其特征。荧光光谱结果表明:Morin能有效猝灭BSA的内源荧光,猝灭机制为静态猝灭;通过van’t Hoff方程,获取了BSA与Morin结合的热力学参数(?H?、?S?、?G?等),发现Morin与BSA两者之间的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,且氢键和范德华力是二者结合的驱动力。通过分子模拟方法,发现Morin结合在BSA分子亚结构域IIIA的疏水腔内位点II,荧光共振能量转移结果表明Morin和与BSA的两个色氨酸残基的平均距离为3.09nm。圆二色谱结果表明Morin分子的结合会引起BSA分子α-螺旋含量降低。     

黄芩苷与人血清白蛋白的相互作用研究

利用紫外光谱、荧光光谱、傅立叶红外谱、圆二色谱及分子模型等技术,在生理pH条件下,研究了黄芩苷与人血清白蛋白(HSA)的相互作用,并计算了其结合常数和热力学参数.分子模型研究表明,黄芩苷与HSA在亚结构域ⅡA结合,二者间的作用主要为静电作用和疏水作用,与荧光光谱结果基本一致.红外光谱和圆二色谱显示黄芩苷与HSA结合后未...     

辅酶NADH与色氨酸共振能量转移的荧光动力学研究

采用时间相关单光子计数技术, 结合紫外-可见吸收光谱和稳态荧光光谱, 对不同环境下的色氨酸和辅酶还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)之间的共振能量转移荧光动力学进行了研究. 单体色氨酸、 牛血清白蛋白以及乳酸脱氢酶蛋白与NADH之间相互作用的光谱数据表明, 只有存在NADH结合位点的乳酸脱氢酶和NADH之间发生了荧光共振能量转移. 进一步通过加入丙酮酸来阻断乳酸脱氢酶和NADH之间的荧光共振能量转移通道, 时间分辨荧光光谱和衰减相关光谱(DAS)证实, 蛋白结合位点的存在是NADH和色氨酸之间发生荧光共振能量转移的前提条件. DAS揭示了乳酸脱氢酶平均荧光寿命的减小主要是源于色氨酸中7.35 ns的荧光寿命成分与NADH之间的荧光共振能量转移, 同时给出了NADH和色氨酸之间的能量转移效率, 为研究NADH和蛋白之间的相互作用提供了新思路.     

吡虫啉与人血清白蛋白相互作用热力学行为

在模拟人体生理条件下,综合利用荧光光谱、紫外吸收光谱、圆二色谱和分子模拟等方法,研究了吡虫啉(IMI)和人血清白蛋白(HSA)相互作用的热力学行为。荧光光谱和紫外吸收光谱的分析表明：吡虫啉能有效猝灭HSA的内源荧光,猝灭机制为静态猝灭;通过所获取的相互作用热力学参数,可知两者之间的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,且二者之间的主要作用力为氢键和范德华力。位点竞争实验和分子模拟的结果表明：吡虫啉在HSA的主要结合位置为位点?。圆二色谱、同步荧光光谱和三维荧光的分析发现：吡虫啉引起HSA的构象发生改变,其α-螺旋含量降低,无规卷曲含量升高,肽链结构在吡虫啉的作用下有所伸展。     

两种组氨酸酰胺衍生物的合成及其与人血清白蛋白的结合

L-组氨酸对生物有机体有着良好的亲和能力,通过修饰其化学结构以期寻找药理活性和生物利用度高的衍生物。本文将L-组氨酸分别与反式肉桂酸和对甲氧基肉桂酸反应,合成了两种组氨酸酰胺类衍生物,利用傅里叶变换红外光谱、质谱、氢谱/碳谱核磁共振谱进行了结构表征。采用分子操作环境(MOE)软件分子对接技术、荧光光谱法、同步荧光光谱法(SFS)、紫外-可见光谱法(UV-Vis),共同研究了两种衍生物分别和人血清白蛋白(HSA)相结合的机理。MOE对接结果显示,这两种衍生物与HSA的模拟结合能分别为-13.82和-16.25 kcal/mol,主要是通过范德华力和疏水作用结合在HSA亚结构域ⅡA(即siteⅠ)的疏水腔内。荧光猝灭数据表明,衍生物与HSA相互作用并形成了新的基态配合物,荧光猝灭过程为静态猝灭;不同温度(300、305和310 K)下衍生物与HSA相互作用的结合常数分别为1.773×104、6.354×10~3、1.260×10~3和5.314×10~4、4.614×10~3、1.420×10~3;由热力学参数得到衍生物与HSA的结合过程是由范德华力驱动;SFS表明,衍生物使得HSA的二级结构发生了变化。结合UV-Vis的结果可以确定,在体外生理条件下,组氨酸酰胺类衍生物均可以通过范德华力与HSA结合,并对HSA内源荧光产生静态猝灭及构象影响,这与分子对接结果一致,从而为组氨酸酰胺类衍生物药物的进一步开发提供了参考。     

阿托伐他汀钙与牛血清白蛋白的相互作用

采用电化学方法并结合紫外、红外光谱分析, 研究了近生理pH 实验条件下新型抗血脂紊乱药物阿托伐他汀钙(AC)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用, 探讨了BSA对AC峰电流的增敏和减敏效应. 实验发现, 在pH为7.17的NaH₂PO₄-Na₂HPO₄缓冲溶液中, AC在静汞电极上产生一个还原峰, 加入BSA后峰电位发生移动且峰电流发生变化. 电化学研究结果表明, 部分疏水性AC小分子的芳香基团通过疏水作用镶嵌到BSA疏水微区内部, 使AC与BSA之间通过疏水作用力形成一种1:1的结合物, 结合常数为1.67×10⁵. 紫外吸收光谱结果表明,AC的加入使BSA的紫外吸收峰发生红移且有减色效应, 导致BSA 构象改变、α-螺旋含量减小. 红外光谱结果显示, AC与BSA分子中氨基酸残基的硫及氮原子形成键合作用.