基于计算模拟与光谱法研究细胞色素CYP2C9与双酚A的相互作用

基于分子对接、分子动力学模拟、紫外吸收光谱法、荧光光谱法与红外光谱法,研究了细胞色素CYP2C9与双酚A (BPA)之间的相互作用。分子对接研究表明,对接位点位于Thr364附近的空腔,结合能为-7. 51 kcal/mol;分子动力学模拟观察了10 ns内蛋白的整体构象变化,发现Thr364也是BPA与CYP2C9发生相互作用时的结合位点。光谱学研究发现CYP2C9与双酚A结合发生荧光增强现象,并且它们间的相互作用力主要为疏水作用力;二级结构中β-转角、无规则卷曲与β-折叠等也发生明显变化;随着底物浓度增加紫外吸收峰有明显上升且伴随红移。模拟计算与光谱检测均表明CYP2C9与BPA间存在较强的相互作用。     

5'-羟基-2,2',4,4',5-五溴二苯醚与人血清白蛋白结合特征研究

在模拟生理环境下,通过稳态荧光光谱、时间分辨荧光光谱、傅立叶变换红外光谱和三维荧光光谱等方法研究了5'-羟基-2,2',4,4',5-五溴二苯醚(5'-OH-BDE-99)与人血清白蛋白的结合特征,并结合分子对接与分子动力学模拟技术对其作用机制进行了分析。荧光光谱实验、非辐射能量转移理论及动力学模拟研究表明,5'-OH-BDE-99能使HSA发生猝灭作用,且猝灭机制为静态猝灭。傅立叶变换红外光谱、三维荧光光谱及动力学模拟研究表明,5'-OH-BDE-99可诱导HSA构象和周围环境发生变化。此外,分子对接和热力学方法研究表明,二者间的主要作用力为疏水作用力。     

全氟丙酸与人血清白蛋白结合作用机制的计算模拟与光谱法研究

通过分子对接和动力学模拟的计算方法模拟人血清白蛋白(HSA)的三维空间结构,建立了HSA与全氟丙酸(IPC-PFFA-3)相互作用的模型,研究了HSA与全氟丙酸复合物在水溶液中的稳定性以及在结合位点中的动力学性质。在模拟人体生理的实验条件下,采用荧光光谱法和同步荧光光谱法研究了HSA与IPCPFFA-3的相互作用。实验结果表明,IPC-PFFA-3与HSA形成的复合物HSA-IPC-PFFA-3对HSA产生荧光猝灭作用,其猝灭机理是静态猝灭;热力学参数计算得出两者结合的主要作用力为氢键作用力;竞争实验的结果表明IPC-PFFA-3与HSA的结合位点位于HSA的SiteⅡ,与分子对接的模拟结果相吻合。同步荧光光谱实验与动力学模拟的结果证明IPC-PFFA-3与HSA能够稳定结合,并使HSA的构象发生变化。     

基于多光谱方法和计算模拟的细胞色素CYP1A2与阿奇霉素的结合机制研究

为了解阿奇霉素(AZI)在模拟的人体环境中与CYP1A2的结合情况,探索AZI在人体内的转化机制,本论文使用分子对接、分子动力学模拟、荧光光谱、紫外分光光度法、傅立叶变换红外光谱、圆二色光谱等多种实验方法,阐明AZI与CYP1A2之间的相互作用机制。分子对接结果表明AZI与CYP1A2的结合方式是半包裹并且以疏水作用力相结合。分子动力学模拟结果表明,CYP1A2-AZI复合物的均方根偏差(RMSD)值增大;均方根波动(RMSF)值表明复合物体系柔性较大;回旋半径(Rg)值表明蛋白质特定区域的结构松散。荧光猝灭光谱实验表明,CYP1A2与AZI是以静态猝灭机制结合在一起。热力学参数表明AZI与CYP1A2之间的主导作用力为疏水作用力。时间分辨光谱表明AZI对CYP1A2的机制为静态猝灭。紫外光谱实验表明AZI与CYP1A2反应生成了复合物。红外光谱实验结果表明CYP1A2的二级结构含量发生了改变。圆二色光谱证实AZI对CYP1A2的二级结构产生影响。     

光谱法及分子对接研究邻苯二甲酸单乙基己基酯与人血清白蛋白的相互作用

通过荧光光谱法、紫外分光光度法以及分子对接技术探究邻苯二甲酸单乙基己基酯(MEHP)与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用及其作用机制。光谱学数据显示,MEHP诱导HSA内源荧光猝灭是因为两者间发生非辐射能量转移并形成稳定的复合物;不同温度下的热力学常数表明范德华力或氢键为MEHP与HSA结合的主要驱动力;三维荧光光谱结果证实MEHP改变了HSA的构象;同步荧光光谱和位点实验表明,MEHP在位点Ⅰ与HSA结合。根据光谱学的研究结果,采用分子对接技术模拟MEHP与HSA在分子水平上的相互作用机制,结果与光谱学研究结果一致。     

2'-羟基-2,4-二溴二苯醚与人血清白蛋白作用机制的光谱研究与计算模拟

采用分子对接、分子动力学模拟和光谱法研究了2'-羟基-2,4-二溴二苯醚(2'-OH-BDE-7)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用.同步荧光光谱研究表明,2'-OH-BDE-7诱导HSA的构象产生变化,并与分子动力学模拟的结果相吻合.荧光光谱表明,2'-OH-BDE-7能引起HSA荧光猝灭,且其作用机制为静态猝灭和非辐射能量转移.热力学分析得出ΔG0,ΔH0和ΔS0,表明氢键和范德华力在HSA-2'-OH-BDE-7的体系中起着重要作用.竞争实验和分子对接结果表明2'-OH-BDE-7主要结合在HSA的位点Ⅰ.将计算模拟和光谱实验研究相结合,为研究小分子和蛋白质相互作用机制提供更多的信息.     

2,3,3'-三氯联苯与人血清白蛋白之间相互作用的计算模拟及光谱研究

利用分子对接、分子动力学模拟、荧光光谱、紫外光谱及同步荧光光谱法研究了2,3,3'-三氯联苯(PCB-20)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用。分子对接结果表明,PCB-20与HSA通过疏水作用力稳定结合于HSA的疏水空腔内。光谱法实验结果表明,PCB-20通过与HSA形成HSA-PCB20复合物从而对HSA具有荧光猝灭作用,猝灭原因是静态猝灭和非辐射能量转移,热力学参数也表明两者结合的主要驱动力为疏水作用力,计算模拟与实验结果吻合度较高。分子动力学模拟结果表明,PCB-20能够与HSA稳定结合,且与同步荧光光谱实验共同证明其对HSA的构象变化产生了一定影响。     

2,3,3′-三氯联苯与人血清白蛋白之间相互作用的计算模拟及光谱研究

利用分子对接、分子动力学模拟、荧光光谱、紫外光谱及同步荧光光谱法研究了2,3,3′-三氯联苯(PCB-20)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用。分子对接结果表明,PCB-20与HSA通过疏水作用力稳定结合于HSA的疏水空腔内。光谱法实验结果表明,PCB-20通过与HSA形成HSA-PCB20复合物从而对HSA具有荧光猝灭作用,猝灭原因是静态猝灭和非辐射能量转移,热力学参数也表明两者结合的主要驱动力为疏水作用力,计算模拟与实验结果吻合度较高。分子动力学模拟结果表明,PCB-20能够与HSA稳定结合,且与同步荧光光谱实验共同证明其对HSA的构象变化产生了一定影响。     

邻苯二甲酸二环己酯与牛血清白蛋白相互作用研究北大核心CSCD

本文利用光谱法和分子对接技术,研究邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用机制。荧光光谱结果表明,DCHP可以诱导BSA的内源性荧光猝灭,且猝灭机制为静态猝灭;随着DCHP浓度增大,BSA最大发射波长发生蓝移。不同温度下的热力学常数表明,DCHP主要靠氢键和范德华力与BSA相结合;同时DCHP与BSA只有1个结合位点。位点实验结果显示DCHP与BSA在位点Ⅰ结合。同步荧光光谱、三维荧光和圆二色谱结果进一步证实DCHP改变了BSA的构象。通过分子对接技术模拟DCHP与BSA在分子水平上的相互作用机制,结果与光谱学研究结果一致。     

CYP2C9酶与Warfarin结合模型的立体选择性理论研究

对CYP2C9酶与S-Warfarin复合物的晶体结构进行分子对接、分子动力学模拟、通道分析及结合自由能计算,发现原晶体结构中的结合模式为"亚稳态",提出了CYP2C9与S-Warfarin结合的可催化模式;比较了CYP2C9与S-和R-Warfarin结合的异同,确定了在结合过程中起重要作用的锚定氨基酸残基,尤其是位于活性位点区域的苯丙氨酸簇.在结合过程中这些残基通过芳香环的移动对稳定底物的结合模式起到至关重要的作用,阐明了该酶呈现相关底物选择性的原因.对于CYP2C9与底物对接模式及立体选择性的研究有助于在分子层面上理解特异性底物与酶的结合特点,为潜在的药物设计提供了合理可信的理论依据.     

秋水仙碱与醇脱氢酶相互作用的光谱学和分子对接研究

在模拟人体生理条件下,利用光谱学和分子对接技术研究了秋水仙碱(Col)与醇脱氢酶(ADH)之间的相互作用机理。不同温度条件下的荧光光谱实验证明秋水仙碱能够通过氢键和范德华力与ADH结合形成复合物,从而抑制ADH的酶活力并引起ADH荧光的静态淬灭;不同温度条件下,Hill系数nH均约等于1,表明秋水仙碱对后继配体没有协同作用;同步荧光和红外光谱实验表明秋水仙碱对ADH的构象没有影响。紫外光谱和分子对接研究表明Col与乙醇类似,都是通过O上的孤对电子与ADH活性中心的Zn离子结合并进行定位。     

光谱法结合分子模拟分析乳铁蛋白与药物恩诺沙星的互作分子机理

利用光谱实验结合计算机模拟技术研究了药物恩诺沙星(Enrofloxacin,EFLX)与牛乳铁蛋白(Bovine lactoferrin,BLF)的相互作用机理。测定反应体系的结合参数、能量转移参数及热力学函数,考察EFLX对BLF分子构象的影响,并模拟EFLX-BLF结合反应的分子模型。结果表明,药物分子与牛乳铁蛋白的相互作用表现为动态结合过程,结合强度适中,EFLX与BLF分子的结合距离r值较小,说明发生了能量转移现象。EFLX影响BLF的结构域微区构象,降低结合位域的疏水性。荧光相图技术解析出EFLX与BLF反应构象型态的变迁为"二态模型"。EFLX-BLF的热力学参数表明两者间是以氢键和范德华力为主的分子间作用。分子建模结果显示,EFLX与BLF的相互作用主要为氢键和范德华力,兼有疏水作用力。计算机分子模拟与实验测试获得了一致性结果。     

光谱学结合分子动力学研究秋水仙碱与血红蛋白之间相互作用机制

本文通过分子光谱、分子对接以及分子动力学模拟等技术手段探究了秋水仙碱与血红蛋白(Hb)之间相互作用的模式与机制。分子光谱和非辐射能量转移理论研究结果表明秋水仙碱通过范德华力与Hb结合,并导致Hb的构象发生改变。分子对接和分子动力学研究发现秋水仙碱在Hb的中央空腔与其形成稳定的复合物,并导致Hb的结构变得紧密,从而驱动Hb二级结构中的α-螺旋、β-转角、弯曲、无规则卷曲等结构的含量发生显著变化。Hb的某些氨基酸残基如:Trp37(β2)、Ala130(α2)、Pro90(α1)、Thr137(α1)、Tyr35(β2)等在它们结合的过程中发挥着至关重要的作用。实验数据和模拟研究结果相互印证,为进一步揭示秋水仙碱在生物体内的作用机制提供重要信息和参考依据。     

荧光光谱结合表面增强拉曼光谱法研究紫檀芪与人血清白蛋白相互作用

在模拟人体生理条件下,应用荧光光谱和表面增强拉曼光谱法研究了紫檀芪(PTE)与人血清白蛋白(HSA)之间相互作用机制.结果表明,HSA的荧光能被PTE静态猝灭,并伴随有非辐射能量转移作用,两者形成了1:1复合物,结合距离r=1.495 nm,结合常数KA=1.12×104(298 K)、4.07×104(304 K)和2.45×105 L/mol(310 K).表面增强拉曼光谱研究揭示,PTE分子通过甲氧基与HSA进行结合;热力学数据表明,二者间的作用主要为疏水作用;标记竞争实验指出PTE优先结合HSA的位点Ⅲ.三维荧光光谱、同步荧光光谱和表面增强拉曼光谱结果显示,与PTE作用后,HSA构象发生变化,导致色氨酸残基周围环境疏水性降低,但对PTE分子构象影响不大.     

邻苯二胺与牛血清白蛋白相互作用的研究

邻苯二胺是一类重要的精细化工中间体,主要被用作农药的中间体,由于其毒性,已引起了广泛关注。然而,关于它在体内的毒性机制至今未被报道。本研究中,在模拟生理条件下(pH=7.4),采用多光谱和分子对接法研究了邻苯二胺与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用机制。荧光光谱实验结果表明,邻苯二胺猝灭了BSA的内源荧光,其淬灭机制是形成基态复合物的静态猝灭。在298 K温度条件下,邻苯二胺与BSA之间的结合常数为1.48×10~4 L·mol~(-1),结合位点数约为1,结合距离为4.58 nm。热力学参数结果表明,邻苯二胺与BSA之间的结合主要是由氢键和范德华力驱动的自发反应。位点竞争实验和分子对接实验结果表明,邻苯二胺更有可能结合在BSA上的site I位点。同步荧光光谱实验和圆二色光谱实验结果显示,邻苯二胺导致了BSA构象的变化。本研究将为理解邻苯二胺在体内的毒性机制提供一定参考。     

光谱法结合分子对接研究萘酰亚胺衍生物与牛血清白蛋白的相互作用

通过多种光谱方法并结合分子对接研究了萘酰亚胺衍生物(XYFS)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。测试了体系在不同温度下的荧光和吸收光谱,以及时间分辨荧光光谱,发现两者之间主要通过静电作用相互结合,XYFS对BSA的荧光猝灭为静态猝灭。进一步研究了体系的同步荧光光谱和圆二色光谱,随着体系中XYFS浓度的逐渐增大,BSA构象发生了明显变化,其疏水性氨基酸残基逐渐裸露,且BSA的α-螺旋含量增加。分子对接模拟表明XYFS与BSA在SiteⅠ位结合,XYFS与BSA中的精氨酸残基有静电相互作用力。研究结果有助于深入了解萘酰亚胺衍生物与蛋白质相互作用机理及结合特征。     

光谱法与分子模拟技术研究丽春红2R与牛血清蛋白的相互作用

采用荧光光谱、同步荧光光谱、紫外-可见吸收光谱及分子模拟技术研究了模拟生理条件下丽春红2R(P2R)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果表明,P2R-BSA体系的荧光猝灭机制为内源荧光猝灭,猝灭原因为静态猝灭和非辐射能量转移;计算了不同温度下体系的结合常数Ka及结合位点数n;根据热力学参数推断出作用力类型;求出室温下荧光给体-受体间的结合距离;同步荧光法证实丽春红2R对BSA构象未产生影响;分子模拟研究结果表明二者间的主要作用力为氢键和疏水作用力。     

甲基苯丙胺与血清白蛋白相互作用的光谱表征

采用荧光光谱和分子对接模拟研究了甲基苯丙胺与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用,发现甲基苯丙胺对BSA的荧光有明显的猝灭作用.采用分子对接的方法模拟了甲基苯丙胺与BSA的分子动力学过程.结果显示,甲基苯丙胺可能与BSA中具有内源荧光特性的色氨酸和苯丙氨酸通过静电引力发生相互作用.利用荧光光谱进一步研究了甲基苯丙胺与氨基酸的相互作用.发现甲基苯丙胺对两种氨基酸的荧光都产生了明显的猝灭作用.研究结果表明,由于静电引力的作用,甲基苯丙胺与BSA发生了结合,结合位点是BSA中的色氨酸和苯丙氨酸.     

光谱法及分子模拟法研究杨梅素与ct-DNA的相互作用

采用紫外光谱、荧光光谱结合亚甲基蓝荧光探针(MB)、圆二色谱(CD)以及分子模拟等技术研究了生理条件下杨梅素与小牛胸腺DNA(ct-DNA)的相互作用,探索了其可能的结合位点与作用机制。热力学参数显示ΔH0、ΔS0,说明杨梅素与ct-DNA通过氢键和范德华力发生相互作用。光谱研究显示,ct-DNA能够猝灭杨梅素的内源荧光,猝灭方式为静态猝灭,两者的结合常数为1.86×103mol-1,结合位点数为1。在竞争性实验中杨梅素未能将MB从MB-DNA复合体系中游离出来,说明其与ct-DNA的作用方式为沟槽结合。圆二色光谱研究表明,杨梅素的加入未能破坏ct-DNA的双螺旋结构,两者的作用方式为沟槽结合。进一步通过分子模拟研究得到杨梅素与DNA结合的最低能量构象,杨梅素A环7-O和B环3’-O分别与DNA的碱基DA18和DA6在边缘小沟处通过氢键结合,周围富含碱基A和T,与光谱学研究结果一致,结合距离分别为2.061和1.918。     

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.