光谱法和分子对接模拟技术研究左氧氟沙星与人血清白蛋白的相互作用

左氧氟沙星(LVFX)是临床上普遍使用的一种抗生素,对革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌引起的各种感染都有一定的作用。人血清白蛋白(HSA)是血液循环系统中最丰富的运输蛋白,能与多种内源及外源性物质结合,起着储存和转运的作用。因此详细研究LVFX与HSA间的相互作用对了解LVFX的药代动力学行为具有重要意义。运用光谱法和分子对接模拟技术研究左氧氟沙星和人血清白蛋白的相互作用。结果表明,LVFX对HSA的荧光淬灭作用为形成复合物导致的静态猝灭,结合常数为9.44×104 L·mol-1 (294 K)和2.72×104 L·mol-1 (310 K),结合位点数均为1,两者间的主要作用力为氢键和范德华力。取代实验表明,LVFX在HSA的Site Ⅰ,ⅡA 子域上有一个结合位点。根据Frster理论得到的LVFX和色氨酸(Trp)残基间的结合距离为3.66 nm,这一结果与分子对接模拟技术得到的结果相一致。紫外差谱,三维荧光光谱和红外光谱都进一步表明LVFX能够改变HSA的结构。采用傅里叶变换红外光谱法对LVFX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,当加入LVFX后HSA的α-螺旋结构有所降低,β-折叠结构、β-转角结构和无规则卷曲有所上升,说明LVFX能使HSA的二级结构变得松散。     

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。     

光谱法和分子对接法研究和比较两种全氟羧酸与人血清白蛋白的结合模式

全氟羧酸(PFCAs)由于具有既亲水又疏水的表面活性剂特性,被广泛应用于工业和生活产品中。全氟十一酸(PFUnA)和全氟十三酸(PFTriA)是长链PFCAs类的典型代表,但近年来它们越来越频繁的在人体中检测到,并且发现表现出内分泌干扰效应、发育毒性和致畸性。本文以光谱学和分子对接为基础,探索PFUnA和PFTriA与人体最丰富的蛋白人血清白蛋白(HSA)的结合模式。结果表明,PFUnA和PFTriA均通过动静态猝灭过程猝灭HSA的内源荧光,与HSA只有一个强亲和位点,且PFUnA与HSA的结合比PFTriA更紧密。根据热力学计算结果,可知PFUnA与HSA结合的焓变、熵变分别为-26.32 kJ·mol-1和21.76 J·mol-1·K-1,其结合作用主要依靠静电引力,而PFTriA主要通过范德华力和卤键与HSA结合,是放热熵减过程,其焓变和熵变分别为-39.69 kJ·mol-1和-25.66 J·mol-1·K-1。计算得到的结合距离(r<8 nm)显示从HSA到PFUnA和PFTriA发生了非辐射能量转移。三维荧光光谱和圆二色谱表明,PFUnA和PFTriA与HSA的结合不仅可以改变HSA的构象和微环境,还可以引起α-螺旋稳定性降低。取代实验和分子对接进一步显示PFUnA 和PFTriA通过极性键、疏水作用力和卤键等与HSA的亚域ⅡA疏水腔有高亲和性,且荧光团Trp残基处于结合位置中,进一步证明PFUnA和PFTriA可以猝灭HSA的荧光。本文研究结果为阐明长链PFCAs在机体内与血清蛋白的结合机理提供了完整可靠的数据,并为长链PFCAs的毒性评价和毒理学研究提供了理论依据。     

多光谱法结合分子对接研究柠檬黄与牛血清白蛋白的相互作用

采用荧光光谱法、同步荧光光谱法、三维荧光光谱法、紫外光谱法以及分子对接法研究了柠檬黄与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.柠檬黄与BSA相互作用的荧光光谱分析表明柠檬黄能有效猝灭BSA的内源荧光,根据Stern-Volmer方程计算得到柠檬黄对BSA的荧光猝灭常数KSV随着温度的升高而逐渐降低,表明柠檬黄对BSA的荧光猝...     

光谱法和分子对接法研究盐酸氨溴索与人血清白蛋白的相互作用

在模拟生理条件下,用光谱法和分子对接技术研究了盐酸氨溴索与人血清白蛋白的相互作用.不同温度下的Steen-Volmer曲线和紫外-可见吸收光谱表明:盐酸氨溴索主要以动态猝灭方式使人血清白蛋白的荧光猝灭.由热力学数据确定了两者的主要作用力类型为疏水作用力.根据F(o)rster非辐射能量转移理论,得到给体-受体间的作用距...     

光谱法联合分子对接和等温滴定微量热法研究全氟壬酸与人血清白蛋白的相互作用

全氟壬酸(PFNA)是在血清中检测到第三多的全氟烷酸类(PFAAs)新型有毒环境污染物。目前PFNA对人血清白蛋白(HSA)结构甚至是功能的影响还处于起步阶段,借助于多光谱、分子对接和等温滴定微量热(ITC)技术研究了PFNA和HSA相互作用的结合机理。所有荧光数据均进行了内滤光校正以获得更准确的结合参数。荧光结果表明PFNA通过动静态猝灭方式可以猝灭HSA的内源荧光。取代实验和分子对接结果表明,PFNA主要通过极性键、疏水力和卤素键键合在HSA亚域ⅡA疏水腔中,最佳对接自由能为-26.54 kJ·mol-1,表明PFNA分子与HSA有较大的结合亲和力。ITC表明两者的结合属于两类结合位点模型并给出了相应的热力学参数：第一类结合位点有较大的亲和力,属于焓驱动,静电力和卤键作为主要驱动力;第二类结合位点亲和力较小,主要驱动力是疏水力。三维荧光光谱揭示PFNA与HSA生成复合物后,可以改变HSA的构象,引起Trp和Tyr残基微环境疏水性增强。圆二色谱(CD)定量测定了HSA与PFNA作用前后的二级结构含量：α-螺旋、β-折叠和β-转角含量分别降低14.3%,5.3%和3.5%,无规卷曲含量从14.4%增加到37.5%。以上结果表明,PFNA与HSA的结合可以改变HSA的二级结构,进而可能影响HSA的生理功能。结果阐述了PFNA与HSA相互作用机理,并且为PFNA在体内的运输和分配提供了可靠的生物物理和生物化学的相关依据。     

多光谱法和分子模拟技术研究氟罗沙星与人血清白蛋白的相互作用

氟罗沙星(FLRX) 是一种含氟喹诺酮类抗菌素,有关它对人血清白蛋白(HSA)的影响及作用机理,特别是对HSA二级结构的影响及内滤光(影响荧光数据的准确性)校正的研究报道较少。采用多光谱法和分子模拟技术探究了FLRX 与HSA的相互作用。荧光光谱结果表明,FLRX对HSA的猝灭是由于形成结合常数在105 L·mol-1水平上的1∶1 FLRX-HSA基态复合物引起的静态猝灭作用。由Van’t Hoff方程确定的FLRX与HSA结合过程中的ΔH=-107.99 kJ·mol-1和ΔS=-240.99 J·mol-1·K-1,表明FLRX与HSA之间的主要作用力是氢键和范德华力。同步荧光光谱、红外光谱和三维荧光光谱结果表明,静态猝灭过程所产生的中间复合物使HSA的构象发生改变。通过对HSA与FLRX作用前后红外光谱酰胺Ⅰ带进行傅里叶去卷积和分峰拟合,获得代表HSA二级结构的不同子峰,对各子峰进行二级结构归属,根据各子峰的积分面积计算出各二级结构的相对百分含量。结果表明：FLRX与HSA结合后,α-螺旋从51.5%减小到33.2%,β-折叠从30.3%减小到20.7%,β-转角从15.6%增加到33.6%。取代实验显示FLRX与HSA的结合位点在HSA的site Ⅰ(亚域ⅡA)。分子对接实验结果表明,FLRX可以通过氢键、疏水作用和范德华力等多种作用力很好的结合在亚域ⅡA的疏水腔中。实验获得的可信数据将有助于阐明FLRX与HSA的作用机制,也有助于理解FLRX在储运过程中对蛋白质功能的影响。     

多光谱法和分子对接研究α-熊果苷与人血清白蛋白的相互作用

α-熊果苷是一种能够止咳平喘的植物提取物,有关它与蛋白质的相互作用及作用机理报道较少。应用光谱学与分子对接技术研究了在不同条件下α-熊果苷与人血清白蛋白（HSA）的相互作用。研究结果显示：随着α-熊果苷浓度的增大,HSA荧光强度得到了显著增强并且荧光光谱发生了蓝移。利用荧光增敏的各种有关方程求得了α-熊果苷在不同温度下与HSA作用的结合常数, 通过范特霍夫方程计算HSA与α-熊果苷相互作用过程中的ΔH=-23.29 kJ·mol-1和ΔS=40.96 J·mol-1·K-1,说明α-熊果苷与HSA之间的主要作用力是氢键和疏水作用力。通过紫外吸收光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱等光谱学方法研究发现α-熊果苷使HSA的构象发生改变。通过HSA与α-熊果苷作用前后圆二色二级结构的定量分析可得知,HSA与α-熊果苷复合物的形成使蛋白质螺旋稳定性降低。最后应用分子对接实验,验证了α-熊果苷与HSA间的相互作用位点在HSA的siteⅡ（亚域ⅢA）,α-熊果苷能通过氢键和疏水作用力等多种作用力很好的结合在亚域ⅢA的疏水腔中。从实验中获得的数据能够阐明α-熊果苷对HSA的作用机制,同时能够有助于理解α-熊果苷在人体的储藏运输过程中对蛋白质功能的影响。     

多光谱技术结合分子模拟研究头孢唑林和头孢曲松与人血清白蛋白的相互作用

头孢唑林(CFZ)属第一代β-内酰胺类半合成头孢菌素,对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有较强的抗菌作用。头孢曲松(CRO)属第三代β-内酰胺类广谱抗生素,对敏感致病菌导致的疾病及手术后期感染预防有一定作用。人血清白蛋白(HSA)作为生物体内循环系统中含量最丰富的蛋白质,可以与多种内源性和外源性化合物可逆性结合,起到储存和转运的作用。因此,研究CFZ和CRO与HSA的相互作用对了解CFZ和CRO的药代动力学行为具有重要意义。在模拟生理条件下,采用多种光谱法和分子对接技术研究CFZ和CRO与HSA的相互作用。结果表明,在298和310 K条件下,CFZ和CRO与HSA分别形成复合物导致内源荧光猝灭,猝灭机制均为静态猝灭。在消除内滤光影响下,HSA-CFZ和HSA-CRO体系的猝灭常数(K_SV)和结合常数(K_a)均随着温度的升高而降低,结合位点数约为1。根据Fster能量转移定律,CFZ和CRO与HSA结合距离分别为2.41和1.40 nm。希尔系数(n_H)值小于1,表明CFZ和CRO分别与HSA结合后存在药物间负协同作用。热力学参数(ΔH_HSA-CFZ=-22.67 kJ·mol-1, ΔH_HSA-CRO=-39.56 kJ·mol-1, ΔS_HSA-CFZ=-4.90 J·mol-1·K-1, ΔS_HSA-CRO=-37.28 J·mol-1·K-1) 揭示,CFZ和CRO能自发地通过氢键和范德华力与HSA相结合。三维荧光光谱和圆二色谱法(CD)显示CFZ和CRO使HSA的微环境和构象发生改变。分子对接技术显示CFZ和CRO均结合在HSA的site Ⅰ结合位点上,与取代实验结果一致。本研究有助于了解CFZ和CRO在机体内的作用机制及对HSA结构和功能的影响。     

利用光谱法和分子对接技术研究4-乙基-2-甲氧基苯酚与人血清白蛋白之间的相互作用

4-乙基-2-甲氧基苯酚是一种被广泛应用的食品添加剂,但它也具有一定的毒性,为了探究4-乙基-2-甲氧基苯酚对人体的影响,将多种光谱技术与分子模拟等技术结合起来对4-乙基-2-甲氧基苯酚与人血清白蛋白Human Serum Albumin(HSA)之间的相互作用进行了较全面的研究。紫外吸收光谱的结果说明,4-乙基-2-甲氧基苯酚与人血清白蛋白之间形成了新的复合物。荧光光谱的结果说明了4-乙基-2-甲氧基苯酚的存在,可以增加人血清白蛋白的荧光强度。通过15 nm的同步荧光光谱同时结合荧光增强效应方程可以计算出4-乙基-2-甲氧基苯酚与人血清白蛋白之间的结合常数,且它们之间的结合常数随着温度的升高而减小。热力学参数表明,4-乙基-2-甲氧基苯酚主要靠氢键和疏水作用力与人血清白蛋白结合在一起。同步荧光光谱、三维荧光光谱和圆二色光谱的结果说明人血清白蛋白的构象会随着4-乙基-2-甲氧基苯酚的作用而发生一定的变化。分子对接得到结果说明4-乙基-2-甲氧基苯酚键合在人血清白蛋白的IB区域。     

Binding of Puerarin to Human Serum Albumin: A Spectroscopic Analysis and Molecular Docking

Puerarin is a widely used compound in Chinese traditional medicine and exhibits many pharmacological activities. Binding of puerarin to human serum albumin (HSA) was investigated by ultraviolet absorbance, fluorescence, circular dichroism and molecular docking. Puerarin caused a static quenching of intrinsic fluorescence of HSA, the quenching data was analyzed by Stern–Volmer equation. There was one primary puerarin binding site on HSA with a binding constant of 4.12 × 10⁴ M⁻¹ at 298 K. Thermodynamic analysis by Van Hoff equation found enthalpy change () and entropy change () were −28.01 kJ/mol and −5.63 J/mol K respectively, which indicated the hydrogen bond and Van der waas interaction were the predominant forces in the binding process. Competitive experiments showed a displacement of warfarin by puerarin, which revealed that the binding site was located at the drug site I. Puerarin was about 2.22 nm far from the tryptophan according to the observed fluorescence resonance energy transfer between HSA and puerarin. Molecular docking suggested the hydrophobic residues such as tyrosine (Tyr) 150, Tyr 148, Tyr 149 and polar residues such as lysine (Lys) 199, Lys 195, arginine 257 and histidine 242 played an important role in the binding reaction.     

叶酸与人血清白蛋白结合作用的光谱研究

在不同温度下的pH 7.4的Tris-HCl缓冲溶液体系中, 采用荧光光谱、紫外吸收光谱和同步荧光光谱研究了人血清蛋白与叶酸的相互作用。研究表明,这种相互作用使人血清白蛋白发生内源荧光猝灭,属于静态猝灭机制。通过计算得到人血清蛋白与叶酸在17和37 ℃下静态猝灭的猝灭速率常数分别为7.396 6×104和7.2652×104 L·mol-1、结合常数分别为7.50×104和1.98×105 L·mol-1、结合位点数均为1。根据Förster非辐射能量转移机理,求算出给体(HSA)与受体(叶酸)间的作用距离和能量转移效率分别为1.77和0.052 65 nm,并结合热力学参数说明了叶酸分子与人血清白蛋白的作用以疏水作用为主,同时也存在静电引力。利用同步荧光光谱研究了人血清蛋白与叶酸的相互作用中HSA的构象变化,发现色氨酸残基所处环境的疏水性降低,说明叶酸分子进入了人血清白蛋白的疏水腔中。     

光谱法和分子对接模拟技术研究托拉塞米与胃蛋白酶和胰蛋白酶的相互作用

托拉塞米(TOR)属于吡啶磺酰脲类袢利尿剂,被广泛有效地用于高血压,心脏衰竭,慢性肾功能衰竭和肝脏疾病的治疗。TOR在治疗过程中易引起的不良反应之一为轻微肠胃不适。然而,TOR与消化蛋白酶(胰蛋白酶和胃蛋白酶)分子间的相互作用鲜有报道。在模拟生理条件下,采用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、圆二色谱和分子对接技术研究了不同温度下托拉塞米(Torasemide, TOR)与胃蛋白酶(Pepsin)和胰蛋白酶(Trypsin)间的相互作用。所有荧光数据均进行了内滤光校正以获得更准确的结合参数。结果表明,TOR-Pepsin和TOR-Trypsin体系的猝灭常数(K_SV)均与温度呈负相关,说明TOR与Pepsin及Trypsin之间的作用机制均为静态荧光猝灭。利用紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱、3D荧光光谱和圆二色光谱法考查了TOR对Trypsin和Pepsin构象的影响。结果发现胃蛋白酶或胰蛋白酶中酪氨酸残基的极性改变较色氨基更明显,TOR可改变色氨酸残基的微环境并降低Trypsin和Pepsin中β-折叠结构,进而可能影响其生理功能。分子对接结果表明,TOR与Pepsin的结合位点位于由Asp-32和Asp-215组成的活性中心周围,从而抑制Pepsin活性。而TOR通过疏水作用力结合在Trypsin的口袋型底物结合位点(S1口袋),促进底物进入酶活性中心,最终表现为Trypsin活性升高。该研究探讨了TOR与胃蛋白酶和胰蛋白酶的结合作用和毒性机制,为TOR的安全使用提供重要依据。     

贝诺酯与牛血清白蛋白位点选择性结合的分子光谱研究

采用荧光光谱、紫外可见光谱、同步荧光光谱及三维荧光光谱等分子光谱方法,研究了生理条件下贝诺酯(BEN)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。结果表明,BEN对BSA的内源荧光有显著的猝灭作用,猝灭机理为动态猝灭,二者之间的作用力类型以疏水作用为主,BEN与BSA发生反应后,使BSA的疏水环境极性增强,疏水性减弱,荧光强度降低。测得的表观结合常数和结合位点数分别是1 050 L·mol^-1和0.88,同时测得了焓变(ΔH)、熵变(ΔS)和自由能变(ΔG)等热力学参数。同步荧光和三维荧光光谱的结果表明,BEN使BSA的构象发生改变。利用荧光特异性位点探针DA和DP,通过竞争结合实验,监测BEN与BSA的结合位点,测得了位点Ⅰ和位点Ⅱ的表观结合常数分别为4 300 L·mol^-1和21 200 L·mol^-1,表明BEN与BSA优先在位点Ⅱ结合。     

吲哚美辛与牛血清白蛋白结合作用的研究

应用紫外光谱和荧光光谱研究了生理条件下吲哚美辛与牛血清白蛋白的相互作用机理,确定静态猝灭和非辐射能量转移是导致吲哚美辛对BSA荧光猝灭的两大原因。利用荧光猝灭反应求得药物与牛血清白蛋白之间的结合常数和结合位点数,根据热力学参数确定它们之间的作用力类型,依据能量转移理论计算二者相互结合时给体-受体间的距离和能量转移效率,结合紫外吸收光谱和荧光光谱结果, 探讨了吲哚美辛与牛血清白蛋白的相互作用模式。