| 摘 要： | 美满霉素(Minocycline, MC)是一种半合成四环素类广谱抗生素,具有较强的抗菌作用, MC经口服后迅速被吸收,与血清白蛋白结合率为76%～83%。研究牛血清蛋白(bovine serum albumin, BSA)与MC之间的结合机理,有利于在分子层面探讨MC与BSA的相互作用机制,进一步了解MC与BSA的结构和功能关系,并为MC的药理毒性、药效的深入研究提供必要数据支持。在模拟生理条件和不同的温度条件下,采用荧光光谱、圆二色谱、紫外光谱和分子对接模拟技术研究MC和BSA之间的相互作用及机理。研究结果表明, MC对BSA的荧光有猝灭作用,且猝灭常数K_(SV)随温度升高而降低,说明MC与BSA的猝灭机理为静态猝灭。利用Stern-Volmer方程和静态猝灭双对数公式对荧光结果进行计算,结果表明MC与BSA之间的结合位点数n都接近于1。根据Van’t Hoff热力学方程式在298, 303和308 K下求得热力学参数结果为焓变ΔH=-34.14 kJ·mol~(-1),熵变ΔS=32.55 J·(mol·K)~(-1),吉布斯自由能ΔG=-43.84 kJ·mol~(-1)(298 K),-43.88 kJ·mol~(-1)(303 K),-44.17 kJ·mol~(-1)(308 K),证明二者之间的主要作用力为范德华力和氢键,其作用过程为自发、放热过程。通过MC与BSA的紫外可见吸收光谱分析,发现BSA的吸收峰位置有明显的红移,表明BSA的构象发生了变化。根据F?rster’s非辐射能量转移理论得到的MC和BSA的结合距离为r=1.873 nm,表明在MC和BSA之间发生了非辐射能量转移。同步荧光光谱的实验结果表明,当MC和BSA相互作用时, BSA的构象发生了变化,结合位点位于色氨酸(Trp)残基上。此外,三维荧光光谱和圆二色谱分析都进一步表明MC与BSA相互作用时会使BSA的构象变化且BSA中的色氨酸(Trp)残基周围微环境极性减小,疏水性增强。通过MC与BSA作用前后圆二色谱二级结构的定量分析可知:BSA中α-螺旋结构占比为31.75%,逐步加入MC后,α-螺旋结构占比依次变为47.10%(c_(BSA)∶c_(TRO)=1∶1), 54.39%(c_(BSA)∶c_(TRO)=1∶5),说明α-螺旋结构含量占比, BSA的结构以α-螺旋结构为主。分子对接模拟表明MC结合在BSA的site I(亚域IIA)位置, MC分子与BSA中的氨基酸残基以范德华力结合作用的有:PHE508, LYS535, HIS534, PHE501, GLN579,VAL546, MET547, LEU528, PHE508,以氢键结合作用的有:LYS524和LEU531,产生超共轭效应的残基有:ALA527, VAL575, LEU531, PHE508,这些氨基酸与MC分子紧密结合, MC使BSA的二级结构发生改变。本实验获得的数据有助于了解MC和BSA的相互作用机制,同时也有助于了解MC在人体的储运过程中对BSA构象的影响。
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