S/R构型烟碱与胰蛋白酶作用机制的研究

在模拟人体生理条件下,应用稳态荧光光谱和紫外可见吸收光谱手段辅助分子对接技术,重点考察了烟碱(NIC)两种对映体与胰蛋白酶(TYP)相互作用的荧光猝灭机理、构象变化及结合模式。结果表明,S-NIC与TYP碰撞结合形成激态复合物而猝灭TYP的内源性荧光,而R-NIC与TYP结合的猝灭机理为动静态结合的混合猝灭类型。R-NIC对TYP荧光猝灭的能力强于S-NIC,且结合常数(Ka)大于S-NIC,但二者在TYP活性空腔中均只有1个高亲和位点。热力学研究结果表明,S-NIC和R-NIC与TYP结合时活化能差异较大,R-NIC与TYP碰撞结合所需能量更小。同步和三维荧光光谱研究发现,NIC两种对映体均诱导了TYP的微环境和构象发生变化。分子对接结果表明,两种对映体均稳定结合于TYP分子的SER-195附近,且R-NIC与氨基酸残基SER-214形成氢键。     

光谱法研究硫鸟嘌呤与七元瓜环及牛血清白蛋白的超分子相互作用

利用紫外-可见吸收光谱法和荧光光谱法研究了抗癌药物硫鸟嘌呤(6-TG)与七元瓜环(Q[7])及牛血清白蛋白(BSA)的相互作用. 结果表明, 6-TG与Q[7]及BSA可形成三元复合物, 且6-TG与Q[7]及BSA均可形成1:1的超分子配合物, 6-TG能引起BSA的荧光猝灭, 猝灭机制为静态猝灭. 此外, 还用同步荧光法和三维荧光法考察了6-TG对BSA构象的影响, 结果表明6-TG的加入使BSA的构象发生了变化, 而同步荧光光谱结果表明结合位点更接近于色氨酸.     

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.     

罗布麻活性成分与人血清白蛋白结合的光谱学研究

应用荧光和紫外光谱研究了人血清白蛋白与罗布麻活性成分槲皮素(QUE)、芸香苷(RUT)和儿茶素(CAT)的结合机理. 在QUE与蛋白质浓度比小于3.5时, 其荧光猝灭机理主要是静态猝灭, 在药物浓度较高时动态猝灭所占的比例增加; RUT在整个实验浓度范围内对蛋白质的荧光猝灭机理为静态猝灭; CAT与蛋白质之间不能形成复合物, 其荧光猝灭主要由动态猝灭产生. QUE和RUT分别与蛋白质形成1∶1的复合物, 结合常数分别为(1.51±0.13)×10⁵和(0.81±0.08)×10⁵ L•mol^－1. 由于激发态质子转移, 与蛋白质的相互作用引起QUE和RUT内源荧光发射峰强度的明显增加, 进一步证实了它们与蛋白质的结合. 与蛋白质的结合也引起了QUE紫外吸收带的明显红移, 说明药物分子中的酚羟基发生了解离, 以离子形式与蛋白质发生作用. RUT的紫外吸收谱带没有明显移动, 说明它主要以中性状态与蛋白质结合. 应用与蛋白质作用后药物分子紫外吸收光谱的二阶导数谱, 对药物与蛋白质的结合模式进行了深入探讨.     

吡喃并[3,2-c]吡啶-5-酮衍生物与血清白蛋白相互作用的光谱和分子对接研究

通过荧光光谱和紫外-可见吸收光谱法,在模拟生理条件下,研究了吡喃并[3,2-c]吡啶-5-酮衍生物-2-氨基-7-甲基-3-氰基-4-(4-甲苯)-吡喃并[3,2-c]吡啶-5-酮(AMP)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。探讨了AMP对BSA的荧光猝灭过程的猝灭机理。不同温度下的Stern-Volmer曲线和紫外-可见吸收光谱表明:该衍生物主要以静态猝灭的方式使牛血清白蛋白的荧光猝灭。热力学参数表明两者之间的作用力类型主要为疏水作用力。用同步荧光技术考察了这一衍生物对牛血清白蛋白构象的影响。分子对接表明,该衍生物可能位于白蛋白的疏水腔IIA处。     

光谱法研究埃洛石纳米管与溶菌酶间的相互作用

以溶菌酶作为模型蛋白,主要利用光谱法研究了埃洛石纳米管与溶菌酶之间的相互作用。荧光光谱结果表明向溶菌酶体系中加入埃洛石纳米管会出现荧光猝灭现象,猝灭机理符合静态猝灭规律。共振光散射强度的增加可能与埃洛石纳米管-溶菌酶复合物的形成而导致的分子尺寸的增加有关,这与紫外-可见吸收光谱的变化和静态猝灭机理相一致。同步荧光光谱分析表明两者之间的相互作用可能发生在色氨酸所处位置附近,作用过程使溶菌酶的二级结构发生变化,分子链错误折叠,加入浓度为100mg/L和200mg/L的埃洛石纳米管时,通过圆二色谱数据计算出分别导致α-螺旋的含量降低3.28%和6.89%。     

烟碱与人血清蛋白相互作用的光谱研究

在0.1 mol/L的磷酸氢二钠-柠檬酸体系中,采用荧光光谱、紫外吸收光谱研究了人血清蛋白与烟碱的相互作用.荧光滴定表明这种相互作用使HSA的内源荧光猝灭.通过猝灭常数、结合常数和结合位点数的计算,证明了这种猝灭为静态猝灭机制.尼古丁和HSA形成11稳定复合物;考察不同温度和酸度下的猝灭作用,进一步证实其静态猝灭行为和疏水作用机制.紫外吸收光谱和同步荧光光谱表明,相互作用引起HSA构象变化,而同步荧光光谱提示结合位点更接近于色氨酸.     

烟碱与人血清蛋白相互作用的光谱研究

在0．1moL／L的磷酸氢二钠-柠檬酸体系中，采用荧光光谱、紫外吸收光谱研究了人血清蛋白与烟碱的相互作用。荧光滴定表明这种相互作用使HSA的内源荧光猝灭。通过猝灭常数、结合常数和结合位点数的计算，证明了这种猝灭为静态猝灭机制。尼古丁和HsA形成1：1稳定复合物；考察不同温度和酸度下的猝灭作用，进一步证实其静态猝灭行为和疏水作用机制。紫外吸收光谱和同步荧光光谱表明，相互作用引起HSA构象变化，而同步荧光光谱提示结合位点更接近于色氨酸。     

丁咯地尔与人血清白蛋白结合的光谱学研究

用紫外吸收光谱法、荧光光谱法和傅立叶变换红外光谱法探讨了在模拟人体生理条件下,丁咯地尔与人血清白蛋白(HSA)的结合模式.结果表明:丁咯地尔对HSA的内源荧光有显著的猝灭作用,且猝灭机理主要为静态猝灭.丁咯地尔与HSA形成了1 ∶ 1的复合物,结合常数K=7.43×102 L·mol-1(308 K).根据Fster偶极-偶极非辐射能量转移机理,求得丁咯地尔与HSA间的结合距离r=2.64 nm.由热力学参数确定其作用力以氢键和范德华力为主.同步荧光和傅立叶变换红外光谱表明丁咯地尔对HSA二级结构的含量产生影响,使HSA的α-螺旋结构的含量明显降低,β-折叠和β-转角结构的含量增加.     

荧光猝灭法结合分子对接研究胰蛋白酶与蒙花苷相互作用

以荧光猝灭法与分子对接为主要研究手段,研究了在模拟生理条件下蒙花苷对胰蛋白酶荧光发射的猝灭作用,并探究了二者之间的相互作用类型与复合物的动力学稳定性。实验结果表明,pH 8.4时在不同温度下蒙花苷均可有效地猝灭胰蛋白酶的荧光发射,并且猝灭类型均为静态猝灭,即蒙花苷与胰蛋白酶间形成了稳定的复合物。使用双对数方程计算可知复合物为1∶1型,根据Van’t Hoff方程对不同温度下蒙花苷猝灭胰蛋白酶的光谱数据分析可知复合物的生成是熵增放热的自发过程。同步荧光光谱结果表明蒙花苷对胰蛋白酶的发光猝灭主要是通过影响其Trp残基的荧光发射实现的。分子对接研究表明蒙花苷可结合在胰蛋白酶表面由His57、Thr98、Gln175、Trp215、Gln192、Ser195等残基所形成的疏水性口袋中,并通过氢键、芳环堆积、疏水、静电吸引等弱作用与胰蛋白酶形成非共价复合物,蒙花苷与Trp215残基间存在明显的疏水与氢键作用,这些作用可减弱这个残基微环境的极性并最终导致其荧光发射的猝灭。30 ns分子动力学模拟表明胰蛋白酶与蒙花苷所形成的复合物具有良好的稳定性,验证了分子对接结果的稳定性和合理性。     

水相识别分子印迹技术

在各种基于超分子方法的仿生识别体系中,分子印迹聚合物已经证明是一种有潜力的合成受体,受到了广泛的关注。传统的分子印迹技术通常是在有机溶剂中制备对小分子具有选择性的印迹聚合物,而在水相中制备及识别生物大分子的研究仍具有相当的挑战性。从小分子到生物大分子、从有机相到水相,反映了分子印迹技术的发展趋势。本文对最近几年分子印迹在水相制备与识别方面的最新进展进行了总结与评述,探讨了水相识别印迹聚合物的设计策略与制备方法;着重介绍了水相识别技术在固相萃取、色谱固定相、药物控释、中药有效成份提取以及生物分子识别等方面的应用;指出了提高水相识别选择性的途径并对其将来的发展进行了建议与展望。     

Reactions with Molecular Oxygen

Molecular oxygen is an important oxidizing agent both in industrial and in biological processes. In many of these processe, the O₂ molecule reacts preferentially with free radicals, which are frequently paramagnetic metal ions. Homogeneous systems of this type that are described in the literature are discussed, and an attempt is made to establish the factors that determine the course and mechanism of the reaction.     

Molecular symmetry with quaternions

A new and relatively simple version of the quaternion calculus is offered which is especially suitable for applications in molecular symmetry and structure. After introducing the real quaternion algebra and its classical matrix representation in the group SO(4) the relations with vectors in 3-space and the connection with the rotation group SO(3) through automorphism properties of the algebra are discussed. The correlation of the unit quaternions with both the Cayley-Klein and the Euler parameters through the group SU(2) is presented. Besides rotations the extension of quaternions to other important symmetry operations, reflections and the spatial inversion, is given. Finally, the power of the quaternion calculus for molecular symmetry problems is revealed by treating some examples applied to icosahedral symmetry.     

Molecular modelling with spherical Gaussians

A mathematical model of a molecule is proposed. The electronic structure is described using a molecular orbital wave function constructed from a small number of spherical Gaussians with optimized parameters. The models exhibit the desirable properties of numerical stability, objectivity and transferability. Results are given for CH₄, C₂H₆, cyclo-propane, H₂O, CH₂O and C₂H₄. They can be given a chemical interpretation in terms of chemical bonds, lone pairs and atomic cusps.     

Molecular Hydrogels with Esterase-like Activity

The development of molecular hydrogels that can be applied for mimicking bioactive molecules attracts extensive interests of researchers in fields of self‐assembly. In this study, we reported on several molecular hydrogels based on naphthylacetic acid‐peptides containing L‐histidine formed by the heating‐cooling process. All hydrogels exhibited higher activity to hydrolyze 4‐nitrophenyl acetate (4‐NPA) than the free L‐histidine probably due the high density of L‐histidine residue at the surface of self‐assembled nanofibers. To calculate the 4‐NPA hydrolysis rates, the Michaelis‐Menten enzyme kinetics model was made. Among these gels, the gel of Nap‐GFFYGHY possesses the highest enzyme activity of making the ester bond cleavage, which is approximately 25 times higher than that of the control (free L‐histidine and Nap‐GFFYGYY). These results indicate that molecular hydrogels with self‐assembled nanofibers have great potential for the generation of self‐assembled multivalent materials.     

Molecular Recognition with Model Systems

How structures fit together is the principal domain of molecular recognition, and current studies are evolving from the host–guest chemistry of ions to interactions between two molecules. Recent advances in the synthesis of sizable concave molecules, especially those featuring convergent functional groups, make it possible to bind smaller convex structures with considerable selectivity. One result is that hydrogen bonding can be addressed in model systems. The present review emphasizes the use of cleftlike structures as a means of probing the forces involved in nucleic acid recognition. The application of such molecules to the catalysis of chemical reactions, particularly those involved in self-replicating systems, is also described. Some implications for future pharmaceutical agents are suggested as a result of access to synthetic receptors for biologically relevant targets.     

Molecular complexes of phenols with DDQ

Molecular complexes of phenols with DDQ have been studied spectrophotometrically in the temperature range of 10–30‡C in a solvent (CHC1₃) of low polarity under low donor concentrations. All the complexes exhibit one CT band each in the wavelength region where acceptor and donor do not have any absorption. The complexes are inferred to be of the π2π type and have R_y configuration in which the donor molecular orbital encompasses the substituent. The ionization potentials of the donors, the stability constants and thermodynamic parameters of the complexes have been evaluated.