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。     

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.     

肝素诱导人细胞型朊蛋白构象变化的光谱表征

粘多糖在朊病毒病中所发挥的作用目前仍存在争议.以肝素钠作为粘多糖的代表,通过共振光散射光谱、荧光光谱和圆二色光谱的变化研究了肝素钠与人重组细胞型朊蛋白(rhPrPC23-231)的相互作用.结果表明,肝素钠与朊蛋白相互作用后光散射和荧光信号均得到增强,并且使朊蛋白的荧光寿命有一定程度的延长.圆二色光谱表明肝素钠能诱导朊蛋白从富含α-螺旋的构象向富含β-折叠的构象转变.     

基于分子模拟和光谱法分析漆酶与甲酚的相互作用

该文运用计算模拟与光谱法研究了甲酚与漆酶的相互作用。首先,计算模拟表明漆酶与3种甲酚同分异构体都能发生相互作用,分子对接研究结果表明漆酶与甲酚同分异构体能以氢键和疏水作用力相结合,且结合位点相似。通过分子动力学模拟比较漆酶结合甲酚前后残基的柔性差异,验证了分子对接结合位点的可靠性。其次,选取计算模拟中结果较好的间甲酚,利用光谱法探究间甲酚与漆酶的荧光猝灭机制及结合前后漆酶二级结构的变化。荧光猝灭实验证实漆酶与间甲酚间是形成非荧光复合物的静态猝灭,与分子对接结果一致。红外光谱研究结果表明,漆酶与间甲酚结合后二级结构发生变化,其内部的β-转角和β-反向平行结构向β-折叠、无规则卷曲和α-螺旋结构转化,这与分子动力学模拟结果相呼应。该研究为利用漆酶转化环境中甲酚污染物提供了理论基础与数据支持。     

分子动力学模拟Cu2+对α-突触核蛋白(1-17)肽段构象变化的影响

利用分子动力学模拟研究铜离子(Cu2+)对α-突触核蛋白1-17号氨基酸肽段(α-synuclein(1-17))构象变化的影响,采用GROMOS 43A1力场对Cu2+-α-synuclein(1-17)复合体和α-synuclein(1-17)肽段单体分别进行了6组独立的分子动力学模拟,每组模拟时间为500ns,总模拟时间为3μs.研究结果表明:Cu2+与α-synuclein(1-17)肽段结合使其更易向β折叠片结构折叠,促进了其二级结构的形成,增强了构象的稳定性;Cu2+增大了α-synuclein肽段疏水残基的溶剂可及表面积,增强了其疏水残基的暴露程度.自由能分析指出,Cu2+-α-synuclein(1-17)复合体的自由能比α-synuclein(1-17)肽段低,构象稳定,采样空间紧密,其自由能极小构象为β折叠片结构.构象聚类分析进一步表明,Cu2+使得α-synuclein(1-17)肽段构象趋于稳定.总之,Cu2+诱导固有无序蛋白α-synuclein(1-17)肽段由无序向有序转变,降低了构象的自由能,同时Cu2+增强了α-synuclein(1-17)肽段的疏水性,使得α-synuclein肽段因疏水作用更倾向于形成β折叠片结构,加速其疏水性聚集.     

四溴双酚-A与牛血清白蛋白相互作用的光谱学及电化学研究

采用荧光光谱、同步荧光光谱、三维光谱和循环伏安曲线法研究了溴化阻燃剂四溴双酚-A(TBBPA)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。研究表明,TBBPA对BSA的内源荧光有显著的猝灭作用,根据不同温度下TBBPA对BSA的荧光猝灭作用及室温的循环伏安曲线,证实猝灭机理为静态猝灭。运用位点模型计算出结合常数KA和结合位点数n,说明TBBPA与BSA仅有1个结合位点。由ΔH0和ΔS0分别为-33.06 kJ/mol和-64.73 J/(mol.K),推断范德华力或氢键在二者结合过程中起主要作用。并通过同步荧光光谱和三维光谱研究了TBBPA对BSA构象的影响,结果表明,TBBPA分子的引入改变了BSA疏水腔内疏水微环境,从而导致BSA的构象发生变化。     

光谱法研究喜树碱与牛血清白蛋白的相互作用

采用多种光谱技术对喜树碱和牛血清白蛋白的相互作用进行了研究.结果表明喜树碱和牛血清白蛋白可形成基态复合物,引起牛血清白蛋白内源荧光猝灭.通过计算获得了二者在不同温度下的结合常数及结合位点数.根据喜树碱和牛血清白蛋白结合的热力学参数,确定了二者之间主要为疏水作用力.根据F(o)rster非辐射能量转移理论确定了喜树碱和牛血清白蛋白的作用距离.同步荧光光谱显示喜树碱主要与蛋白中色氨酸残基发生相互作用,改变其周围的局部构象.红外光谱提示喜树碱可引起蛋白的构象发生改变,α-螺旋二级结构减少.     

染料木素磺化衍生物的合成及其与人血清白蛋白作用的研究

以染料木素为原料,利用Mannich反应,设计合成了其与胺(正丁胺、异丙胺、二乙胺)的Mannich碱衍生物,再进一步磺化,从而制得3个磺化衍生物(GSD),对其结构用ESI-MS、1H NMR、13C NMR表征确认.应用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱方法研究了它们与人血清白蛋白(HSA)的相互作用机制.结果表明,GSD与HSA结合并引起其内源荧光的猝灭,该猝灭过程以静态猝灭为主.根据热力学参数确定了该结合主要是通过氢键和范德华力,是一个自发的放热过程.同时,根据紫外-可见吸收光谱及同步荧光光谱探讨结合后HSA的构象改变.     

高圣草素-7-O-β-D-芹糖基(1→2)-β-D-葡萄糖苷与血清白蛋白相互作用研究

在模拟人体生理条件下,应用紫外吸收光谱、荧光光谱和同步荧光光谱法研究高圣草素-7-O-β-D-芹糖基(1→2)-β-D-葡萄糖苷(HAG)与牛血清白蛋白(BSA)及人血清白蛋白(HSA)的结合作用。结果表明:HAG对BSA和HSA的内源荧光均有显著的猝灭作用,且猝灭机理主要为静态猝灭。HAG与BSA和HSA的结合常数K分别为3.03×104L.mol-1和6.22×104L.mol-1,结合位点数n分别为0.858和0.911,结合距离r分别为2.88 nm和3.09 nm,其作用力以氢键和范德华力为主。利用同步荧光技术考察了HAG对BSA和HSA构象的影响。     

计算机模拟三氯生对FabI活性口袋及Loop区的调控机制

应用分子动力学模拟、蛋白质二级结构定义(DSSP)和口袋体积测量(POVME)计算方法分别研究了FabI(烯脂酰-ACP还原酶)-NAD+(氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)二元复合物和FabI-NAD+-TCL(三氯生)三元复合物体系中活性口袋loop区构象、loop区二级结构、活性口袋体积以及底物(酰基不饱和链)通道随模拟时间的变化规律.研究表明,在FabI-NAD+-TCL三元复合物中,三氯生限制了活性口袋及底物通道的变化,活性口袋loop区呈现为规则、闭合的稳定构象,位于活性口袋正前方,常伴有螺旋二级结构的形成,从而使活性口袋体积变化较小、分布比较集中,底物通道较窄或处于关闭状态.而在FabI-NAD+二元复合物中,活性口袋loop区以无规则、开启的柔性构象存在,活性口袋体积变化较大,分布比较分散,底物通道明显较宽且不稳定.可见,三氯生能诱导FabI活性口袋及loop区的构象变化,使活性口袋构成了紧密的统一体、封闭了底物通道,从而阻碍了酰基不饱和链通过底物通道进入蛋白酶的催化中心,中断了该酶催化的还原反应和细菌脂肪酸合成循环.上述发现对深入认识三氯生的抗菌作用机制及相关药物的改良与设计具有重要的指导意义.     

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。     

戊烷与颗粒型甲烷单加氧酶的相互作用研究

颗粒型甲烷单加氧酶(Particulate methane monooxygenase, PMMO)是一个与细胞膜结合的金属酶, 能将烷烃生物催化为醇. 研究PMMO与烷烃的结合模式及催化机制将有利于设计合成一个新的模拟酶, 进而有效地利用烷烃作为新能源. 用分子对接方法获得了PMMO单体与一系列烷烃的结合模式, 并对PMMO单体和PMMO-戊烷复合物进行了6 ns的分子动力学模拟, 最后对复合物进行了构象成簇及结合能分析. 结果表明, 戊烷结合到靠近Zn^2＋的疏水口袋中, 该口袋由pmoA亚基的M45～W60和R190～T193以及pmoC亚基的Q161三个片段组成. 动力学结果表明, 与PMMO单体比, PMMO-戊烷复合物保持着相近的运动模式, 但幅度更明显, 另外, 戊烷在疏水口袋中的大幅度运动对于PMMO发挥催化作用是必须的. 结合能计算揭示疏水相互作用是戊烷与PMMO稳定识别的主要驱动力, 所有模拟结果与实验数据吻合较好.     

苯胺蓝黑与人血清白蛋白的相互作用及对其构象的影响

利用荧光光谱和同步荧光光谱研究了不同温度下苯胺蓝黑与人血清白蛋白相互作用时的荧光猝灭及构象的变化情况。实验结果表明,苯胺蓝黑与人血清白蛋白之间可以发生相互作用,而且有较强的结合。同步荧光光谱研究了人血清白蛋白与苯胺蓝黑的相互作用中人血清白蛋白构象的变化,结果显示二者结合改变了蛋白质的微环境。热力学参数说明小分子与蛋白质的作用以疏水作用为主。     

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。     

A Comparison Study on the Interaction of Sunset Yellow and β-Carotene with Bovine Serum Albumin

在模拟生理pH条件（pH=7．4）下,采用多种光谱法研究日落黄和β-胡萝卜素与BSA的相互作用,并比较两者与BSA相互作用过程的差异性．通过荧光光谱法和紫外吸收光谱法确定了日落黄和β-胡萝卜素对牛血清白蛋白的荧光猝灭机制,采用Stern—Volmer、双对数方程和热力学公式求出相互作用的猝灭常数、结合常数配、结合位点数月和作用力类型．结果表明：日落黄和β-胡萝卜素对BSA的猝灭属于静态猝灭,两者与BSA的民都达到10^5L／mol,结合位点数均为1,日落黄与BSA的作用力以静电引力为主,而β-胡萝卜素则是通过氢键和范德华力与BSA作用．通过红外光谱法和圆二色谱法研究了二者对BSA构象的影响,结果表明,日落黄与BSA作用的过程中,会引起BSA二级结构的改变,而β-胡萝卜素则对BSA的构象基本不产生影响．     

分子荧光光谱法结合分子动力学模拟研究2′-OH-BDE-68与HSA的相互作用

结合分子荧光光谱法、分子对接和分子动力学模拟等方法研究了在生理条件(pH 7.40)下2′-羟基-2,3′,4,5-四溴二苯醚(2′-OH-BDE-68)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用及其对HSA构象的影响。结果表明:1 2′-OH-BDE-68对HSA内源性荧光的猝灭属静态猝灭和非辐射能量转移过程;2两者之间的反应是以疏水作用力为主辅以微弱的静电作用的自发反应过程;3 2′-OH-BDE-68与HSA的结合在10ns内趋于平衡,结合位点在SiteⅠ;4复合物的形成使HSA分子中的色氨酸的疏水性增加,从而HSA的二级结构发生改变。     

3，8-二甲基-4′-甲氧基黄酮的合成及其与BSA的相互作用

合成了一种新化合物3,8-二甲基-4’-甲氧基黄酮(DMMOF),通过1H NMR、13C NMR、IR对其进行了表征。在模拟生理条件下,采用原子力显微镜(AFM)、荧光光谱及紫外光谱法研究了DMMOF与牛血清蛋白(BSA)的相互作用。结果表明:DMMOF与BSA粒径大小分别为2.747、2.284 nm,二者混合后为17.705nm;DMMOF对BSA有荧光猝灭作用,通过紫外吸收光谱及Stern-Volmer方程判断其猝灭过程主要为静态猝灭;根据双对数方程计算出不同温度下DMMOF与BSA的结合常数及其相应的结合位点数;由热力学参数方程计算出ΔH、ΔS和ΔG的值分别为-116.86 kJ.mol-1、-279.55 J.mol-1.K-1、-32.14 kJ.mol-1,推断两者之间的作用力类型主要为范德华力和氢键;根据Frster非辐射能量转移理论计算出DMMOF与BSA的结合距离为1.22 nm(306 K)。同时运用同步荧光光谱研究了DMMOF对BSA构象的影响,结果表明DM-MOF的加入并未引起BSA构象的改变,结合紫外吸收光谱推测DMMOF的A环与BSA的134位色氨酸残基及酪氨酸残基发生结合。     

计算机模拟三氯生对FabI活性口袋及Loop区的调控机制

应用分子动力学模拟、蛋白质二级结构定义(DSSP)和口袋体积测量(POVME)计算方法分别研究了FabI (烯脂酰-ACP还原酶)-NAD⁺(氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)二元复合物和FabI-NAD⁺-TCL(三氯生)三元复合物体系中活性口袋loop 区构象、loop 区二级结构、活性口袋体积以及底物(酰基不饱和链)通道随模拟时间的变化规律. 研究表明,在FabI-NAD⁺-TCL三元复合物中,三氯生限制了活性口袋及底物通道的变化,活性口袋loop 区呈现为规则、闭合的稳定构象,位于活性口袋正前方,常伴有螺旋二级结构的形成,从而使活性口袋体积变化较小、分布比较集中,底物通道较窄或处于关闭状态. 而在FabI-NAD⁺二元复合物中,活性口袋loop 区以无规则、开启的柔性构象存在,活性口袋体积变化较大,分布比较分散,底物通道明显较宽且不稳定. 可见,三氯生能诱导FabI 活性口袋及loop 区的构象变化,使活性口袋构成了紧密的统一体、封闭了底物通道,从而阻碍了酰基不饱和链通过底物通道进入蛋白酶的催化中心,中断了该酶催化的还原反应和细菌脂肪酸合成循环. 上述发现对深入认识三氯生的抗菌作用机制及相关药物的改良与设计具有重要的指导意义.     

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.     

GSH对两种谷胱甘肽过氧化物酶模拟物活性影响的研究

设计并合成了谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)模拟物6A,6A’-二苯胺-6B,6B’-二硒桥联-β-环糊精(6-AnSeCD). 采用双酶偶联法测定GPX的活力结果显示, 6A,6A’-二环己胺-6B,6B’-二硒桥联-β-环糊精(6-CySeCD)催化谷胱甘肽还原H2O2和枯烯H2O2的活力均比6-AnSeCD的高. 为了进一步考察6-CySeCD和6-AnSeCD与GSH之间的相互作用, 进行了分子动力学(MD)模拟和分子对接研究. 结果表明, 与GSH的结合使GPX模拟物的构象发生变化, 这种改变可能是影响桥连GPX模拟物催化活性的关键因素.