山姜素与脱氧核糖核酸的相互识别研究

应用荧光光谱法及紫外-可见光谱法研究了生理条件下(pH 7.4)山姜素(ALP)与DNA分子之间的相互识别。考察了不同温度下(25,32和39 ℃),DNA对山姜素荧光猝灭情况。实验发现, DNA能猝灭山姜素的内源性荧光,随着温度的升高,荧光猝灭常数K_SV逐渐减小(K_SV分别为3.288×103, 2.923×103和2.467×103 L·mol-1),并且DNA对山姜素的猝灭速率常数K_q要大于药物小分子与生物大分子之间的最大扩散所控制的碰撞猝灭常数,得出DNA对山姜素的荧光猝灭是单一的静态猝灭过程。DNA与山姜素相互作用紫外-可见光谱显示,DNA不能使得山姜素的吸收峰发生减色效应和红移现象,而山姜素也不能使溴化乙锭-DNA体系的荧光强度及最大荧光峰位置发生变化,即山姜素不和溴化乙锭竞争与DNA的结合位点。DNA热变性实验发现,解链DNA对山姜素的荧光猝灭程度要大于正常DNA的猝灭程度,由此推断山姜素与DNA不存在嵌插作用。同时,I-离子效应和盐效应表明,山姜素与DNA之间主要以沟槽模式相结合。     

芦丁钐配合物与血清白蛋白的相互作用

在生理pH值条件下,用荧光光谱法(FS)研究了芦丁钐配合物(rutin-Sm)与牛血清白蛋白(BSA)和人血清白蛋白(HSA)之间的结合反应。探讨了rutin-Sm对BSA 和HSA的荧光猝灭过程的猝灭机理, 以Lineweaver-Burk双倒数方程分别计算了不同温度下rutin-Sm与BSA和HSA的结合常数(K_LB)和热力学参数,并判断rutin-Sm与BSA和HSA结合的作用力类型;实验结果表明:rutin-Sm与BSA和HSA结合形成复合物,导致BSA(HSA)内源性荧光猝灭是由于分子内的非辐射能量转移而引起的静态猝灭;以Lineweaver-Burk方程计算rutin-Sm与HSA和BSA的结合常数KLB分别为:rutin-Sm-HSA, 295 K: 6.830×105 L·mol-1; 310 K: 4.665×105 L·mol-1; rutin-Sm-BSA, 295 K: 6.540×105 L·mol-1; 310 K: 3.265×105 L·mol-1;芦丁钐配合物与BSA之间的作用力主要为范德华力、氢键; 而与HSA之间的作用力主要为静电引力。同时用同步荧光光谱法探讨了rutin-Sm对BSA和HSA构象的影响。进一步证明芦丁钐配合物在体内能够被血清白蛋白存储和转运。     

荧光法研究木犀草素与人血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱、同步荧光光谱和紫外吸收光谱方法,研究了木犀草素与人血清白蛋白（HSA）的相互作用。研究表明木犀草素对HSA有较强的荧光猝灭作用,根据不同温度下木犀草素对HSA的荧光猝灭作用,利用Stern-Volmer方程处理实验数据,表明木犀草素对HSA的荧光猝灭作用属于静态猝灭。根据Fōrster非辐射能量转移理论计算了木犀草素与HSA间的结合常数和结合位点数,求得了木犀草素与HSA间的结合距离r。热力学数据表明二者主要靠疏水作用力结合。同时用同步荧光光谱探讨了木犀草素对HSA构象的影响。     

对-香豆酸与人血清白蛋白相互作用的荧光和表面增强拉曼光谱研究

在模拟生理条件下,应用荧光光谱和表面增强拉曼光谱法对对-香豆酸(p-CA)与人血清白蛋白(HSA)的结合机理进行研究。结果表明,p-CA对HSA的荧光猝灭机制为静态猝灭,并伴有非辐射能量转移。荧光光谱显示,在298,304,310 K下,p-CA与HSA的结合常数(KA)分别为3.41×10~4,2.09×10~4,1.38×10~4L/mol,结合位点数(n)近似为1。表面增强拉曼光谱研究揭示,p-CA的酚基与HSA有效结合。标记竞争实验指出,p-CA在HSA上的结合位点主要在SiteⅠ。反应过程热力学参数表明,二者间的作用主要为静电引力,且根据Frster能量转移理论求得p-CA与HSA间的距离为5.11 nm。同步荧光光谱显示,p-CA的结合没有导致HSA构象发生明显变化。     

苯酚磺酞类酸性染料与人血清白蛋白的结合

在人体条件下 ,用荧光光谱法研究了苯酚磺酞类酸性染料苯酚红、甲酚红、氯酚红、溴甲酚紫、间甲酚紫与人血清白蛋白 (HSA)之间的相互作用。实验表明 :苯酚磺酞类酸性染料对人血清白蛋白的荧光有较强的猝灭作用 ,其荧光猝灭主要为静态猝灭 ,从荧光猝灭结果求得不同温度下各染料与HSA的结合常数K ,发现染料取代基的引入使K值增大 ,且随反应温度上升K值下降。由染料与HSA反应焓变、熵变 ,确定染料与HSA的结合主要是静电引力。依据非辐射能量转移机理 ,探讨了不同温度下该类染料与HSA相互结合时 ,其给体 受体间距离和能量转移效率。进一步证实了该类反应为单一静态猝灭过程 ,且阐明了其猝灭机理是通过能量转移产生的。     

1-脱氧野尻霉素与人血清白蛋白相互作用的荧光光谱

在模拟生理条件下(pH 7.4),采用荧光光谱及傅里叶变换红外光谱研究了1-脱氧野尻霉素(1 -DNJ)与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用方式及机理.结果表明,1-DNJ对HSA的荧光猝灭作用主要为静态猝灭,两者之间形成了1∶1的复合物.通过计算获得了不同温度下的结合常数及结合位点数,并根据1-DNJ与HSA结合的热力学参数,确定了两者之间的主要作用力为疏水作用与静电引力.同步荧光光谱显示1-DNJ对HSA的构象产生了影响,并通过傅里叶变换红外光谱确定了HSA二级结构的变化.     

白藜芦醇与人血清白蛋白相互作用的光谱研究

在不同温度下,用荧光猝灭光谱、同步荧光光谱和紫外-可见吸收光谱,研究了白藜芦醇与人血清白蛋白(HSA)相互作用的光谱学行为。根据不同温度下白藜芦醇对HSA的荧光猝灭作用,利用Stern-Volmer方程处理实验数据,结果表明白藜芦醇与HSA的结合常数K_A为2.39×105(25 ℃),1.25×105(35 ℃)和1.10×105(45 ℃)。根据Frster非辐射能量转移理论,求出了白藜芦醇与HSA之间的结合距离为3.02 nm(25 ℃),3.46 nm(35 ℃)和3.79 nm(45 ℃)。实验表明静态猝灭和非辐射能量转移是导致白藜芦醇对HSA荧光猝灭的两大原因,通过计算热力学参数,可知该药物与人血清白蛋白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类型为疏水作用力。并采用同步荧光光谱探讨了白藜芦醇对HSA构象的影响。     

大豆苷元与人血清白蛋白的相互作用研究

采用荧光猝灭光谱、同步荧光光谱和紫外-可见吸收光谱,研究了大豆苷元与人血清白蛋白（HSA）之间的结合反应。大豆苷元对人血清白蛋白有较强的荧光猝灭作用,猝灭机制属于静态猝灭,并发生了分子内非辐射能量转移。利用Stern-Volmer方程处理实验数据,得到大豆苷元与HSA之间的结合常数KA为0.34×10^4（23 ℃）,1.10×10^4（30 ℃）和4.36×104 L·mol^-1（40 ℃）。根据Forster非辐射能量转移理论,求出了大豆苷元与HSA之间的结合距离为1.50 nm（23 ℃）,1.46 nm（30 ℃）和1.42 nm（40 ℃）。通过计算相应的热力学参数,可知大豆苷元与人血清白蛋白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类型为疏水作用力,同时用同步荧光光谱考察了大豆苷元对HSA构象的影响。     

光谱法研究染料木素与人血清白蛋白的相互作用

用荧光猝灭光谱、同步荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了染料木素与人血清白蛋白(HSA)的相互作用。结果表明染料木素对HSA的荧光猝灭作用属于二者形成复合物所引起的静态猝灭;利用Stern-Volmer方程处理实验数据,得到染料木素与HSA之间的结合常数K_A为1.00×106(27 ℃),1.66×106(37 ℃)和5.25×106(47 ℃)。根据Frster非辐射能量转移理论,求出了染料木素与HSA之间的结合距离为2.59 nm(27 ℃),2.65 nm(37 ℃)和2.90 nm(47 ℃)。通过计算热力学参数,可知该药物与人血清白蛋白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类型为静电引力,同时用同步荧光光谱探讨了染料木素对HSA构象的影响。     

两种肉桂酸肟酯衍生物的合成及其与人血清白蛋白的结合

以间甲氧基肉桂酸、对位取代的苯甲醛为原料,设计合成了2种未见报道的肉桂酸肟酯类衍生物,并用MS、IR、1H NMR、13C NMR进行结构表征。采用分子对接技术和荧光光谱法、紫外-可见光谱法、位点竞争法研究了2种衍生物分别和人血清白蛋白(HSA)相结合的机理。通过Stern-Volmer方程等处理荧光猝灭相关数据得到了衍生物与HSA相互作用的结合常数和热力学参数。结合紫外-可见光谱对两种衍生物与HSA的相互作用进行了进一步的分析,结果表明在体外生理条件下,衍生物都可以与HSA结合,对HSA内源荧光产生静态猝灭并对其构象产生影响,其主要的结合力为氢键和范德华力。位点竞争实验表明衍生物与HSA相互作用都发生在Sudlow site 1(亚域ⅡA)处。以上实验结果均验证了分子模拟对实验的预测。     

Study of the Interaction of Fangchinoline with Human Serum Albumin by Fluorescence and UV Spectroscopic Method

The interaction of fangchinoline with human serum albumin (HSA) was studied by use of fluorescence quenching spectra, synchronous fluorescence spectra, and ultraviolet spectra. It was shown that fangchinoline has a strong ability to quench the fluorescence of HSA. The Stern‐Volmer curves based on the quenching of the fluorescence of HSA by fangchinoline indicated that the quenching mechanism of fangchinoline on HSA was static quenching and non‐radiation energy transfer. Based on the Förster theory of non‐radiation energy transfer, the binding distances (r) and the binding constants (K _A) between fangchinoline and HSA were found. The thermodynamic parameters obtained revealed that the interaction between fangchinoline and HSA was mainly driven by hydrophobic force. The conformational changes of HSA were investigated by use of synchronous fluorescence. The result indicates that an ionic electrostatic interaction between fangchinoline and HSA could not be excluded.     

多光谱和分子模拟技术研究全氟十二酸与人血清白蛋白的相互作用

全氟十二酸(PFDoA)是8～12个碳链的全氟烷酸(PFAAs)中毒性最强的新型环境污染物。已有大量研究表明PFAAs在环境中广泛积累,但对PFDoA与HSA的相互作用还处于起步阶段。本研究力争在模拟生理条件下,采用荧光猝灭法、分子模拟技术和圆二色谱确定HSA与PFDoA的相互作用机理。研究结果表明,PFDoA对HSA的猝灭是动态猝灭与形成PFDoA-HSA基态复合物引起的猝灭共同作用的结果。计算得到的结合距离(r=3.65 nm)表明,PFDoA(受体)与HSA(供体)之间的相互作用发生了非辐射能量转移。取代反应结果表明,PFDoA键合在HSA的site Ⅰ位点上。分子对接进一步研究了PFDoA与HSA作用的详细结合情况,表明PFDoA通过多种作用力结合在HSA的亚域IIA内,例如,PFDoA上的O 1原子主要通过极性键与HSA上的Arg 257和Ser 287残基结合。计算得到的最优对接能量为-25.87 kJ·mol-1,表明PFDoA对HSA有较大的结合亲和力。同步荧光光谱和三维荧光光谱研究了PFDoA对HSA构象的影响,结果显示,与PFDoA结合后,色氨酸的微环境疏水性增加,HSA的构象也发生改变。PFDoA与HSA作用前后圆二色谱二级结构的定量分析结果表明,PFDoA-HSA复合物的形成使螺旋稳定性降低。该研究结果为全氟烷酸与HSA的动力学研究提供了理论依据和可靠数据,并揭示了生物大分子与配体相互作用的化学本质。     

Separate and simultaneous binding effects of aspirin and amlodipine to human serum albumin based on fluorescence spectroscopic and molecular modeling characterizations: A mechanistic insight for determining usage drugs doses

The binding of aspirin (ASA) and amlodipine (AML) to human serum albumin (HSA) in aqueous solution was investigated by multiple techniques such as fluorescence quenching, resonance light scattering (RLS), three-dimensional fluorescence spectroscopy, FT-IR and zeta-potential measurements in an aqueous solution at pH=7.4. For the protein-ligand association reaction, fluorescence measurements can give important clues as to the binding of ligands to proteins, e.g., the binding mechanism, binding mode, binding constants, binding sites, etc. Fluorescence spectroscopy showed that ASA and AML could quench the HSA fluorescence spectra, and this quenching effect became more significant when both ASA and AML coexisted. The results pointed at the interaction between HSA and both drugs as ternary systems decreasing the binding constant and binding stability of the HSA-drug complex as a binary system. Therefore, by reducing the amount of drugs transported to their targets, the free drug concentration of the target would be reduced, lowering the efficacy of the drugs. It was demonstrated that there exists antagonistic behavior between the two drugs when it comes to binding of HSA. Furthermore, the fluorescence results also showed that the quenching mechanism of HSA-drug complexes as binary and ternary systems is a static procedure. The number of binding sites of HSA-ASA, (HSA-AML)ASA, HSA-AML and (HSA-ASA) AML were 1.31, 0.92, 1 and 0.93, respectively. Due to the existence of the antagonistic action between ASA and AML, the binding distance r was reduced. The results of synchronous fluorescence and three-dimensional fluorescence spectra showed that the antagonistic action between ASA and AML would alter the micro-environment around Trp and Tyr residues. Moreover, the simultaneous presence of ASA and AML during binding to HSA should be taken into account in multidrug therapy, as it induces the necessity of a monitoring therapy owing to the possible increase of uncontrolled toxic effects. Molecular dynamic studies showed that the affinity of each of the drugs to HSA was reduced in the presence of significant amounts of the other. In the interaction of HSA with both drugs, the zeta potential of the ternary system is more negative than its binary counterpart. The zeta-potential results suggested induced conformational changes on HSA that confirmed the experimental and theoretical results.     

新型羧酸卟啉锌(Ⅱ)配合物与人血清蛋白的作用

卟啉是一种潜在有效的光动力治疗癌症的光敏剂,部分已用于临床实验中。人血清蛋白(HSA)是药物的运输载体,详细研究两者的相互作用对于阐述卟啉类药物的药代动力学行为具有重要的意义。合成了一种新型水溶性羧酸锌(Ⅱ)卟啉配合物(2-Zn),并通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱、圆二色(CD)光谱和分子对接模拟研究了其与人血清蛋白(HSA)的相互作用。结果表明：2-Zn以静态猝灭的方式猝灭了HSA的内源荧光,通过计算得到其与HSA在298和310 K下相互作用的猝灭常数分别为1.96×104和1.37×104 L·mol-1、结合常数分别为1.93×104和1.50×104 L·mol-1、结合位点数均为1,两者间的结合作用力以静电作用为主,同时也存在氢键和疏水作用。位点竞争实验表明2-Zn主要结合在位点Ⅱ处;根据Forster非辐射能量理论得到两者的结合距离和能量转移效率分别为4.01 nm和0.163。紫外吸收光谱,同步荧光和CD光谱显示2-Zn与HSA的相互作用影响了HSA 的构象,表现为α-螺旋的含量降低;分子对接模拟结果表明2-Zn通过疏水、静电和氢键作用嵌入HSA分子的亚结构域IIIA(site Ⅱ)的疏水腔内,与位点竞争实验和热力学判据所得的结果相一致。     

光谱法和分子对接方法研究罗利环素与人血清白蛋白的相互作用

在模拟人体生理条件下,应用多光谱法和分子对接技术对罗利环素(RTC)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用进行了研究。实验通过消除内滤光来提高荧光数据的准确性。此外,荧光光谱和紫外光谱的结果表明RTC与HSA的猝灭方式是静态猝灭,且在298和310 K温度下的结合位点数分别为1.09和0.95。在两个不同温度下的结合常数分别为K_{298 K}=3.13×105 L·mol-1和K_{310 K}=0.70×105 L·mol-1。根据热力学参数的计算结果可知,RTC与HSA的结合作用力主要是氢键和范德华力。取代实验表明,RTC在HSA的Site Ⅰ,ⅡA子域上有一个结合位点。根据非辐射能量转移理论得到的RTC和HSA氨基酸残基间的结合距离为2.59 nm。三维荧光光谱表明RTC和HSA的相互作用改变了蛋白质的构象。此外,采用傅里叶变换红外光谱法对RTC与HSA作用前后HSA二级结构的变化进行了定量分析,结果表明,α-螺旋结构含量降低了8.4%,β-折叠含量从30.3%增加到31.4%,β-转角也从15.6%增加到了16.1%。分子对接进一步显示RTC通过氢键、疏水作用力、极性键等多种作用力与HSA的ⅡA子域上氨基酸残基相互作用。实验结果有助于从分子水平研究RTC和HSA的相互作用。