运用NMR研究白蛋白与脂肪酸的相互作用

脂肪酸在哺乳动物的能量代谢中发挥着至关重要的作用,同时也是合成细胞膜磷脂和其他生物活性化合物的重要物质.脂肪酸在血液中的溶解度很低,主要以与蛋白质结合状态存在,白蛋白是游离脂肪酸的主要运输者和储存者.因此,研究脂肪酸和白蛋白的相互作用具有非常重要的医学和生物学意义.本文主要利用基于核磁共振（NMR）的组氨酸选择性检测技术T₂W-RD-WaterLOGSY研究天然同位素丰度人血清白蛋白（HSA）与脂肪酸的相互作用,结果发现脂肪酸结合前后,HSA的特征组氨酸谱图变化明显,部分组氨酸信号的相对强度随脂肪酸浓度的增加而不断减小,相应的滴定曲线分析表明HSA表面有两个强的脂肪酸结合位点.此外,部分谱线的化学位移变化说明HSA和脂肪酸的强结合还会引发HSA相应的构象变化.     

马兜铃酸与人血清白蛋白相互作用的荧光光谱研究

采用荧光光谱技术研究了模拟生理条件下马兜铃酸与人血清白蛋白(HSA)的相互作用.结果显示:马兜铃酸与人血清白蛋白有强的结合,结合位置与色氨酸残基间的距离r为2.5nm,二者间的结合是疏水和静电力共同作用的结果.     

2,4-二氯苯酚与人血清白蛋白的相互作用研究

通过2,4-二氯苯酚与人血清白蛋白结合反应的光谱学特征,探讨2,4-二氯苯酚与人血清白蛋白的结合反应机制;应用荧光光谱法和吸收光谱法,根据荧光猝灭数据,由Stern-Volmer方程和采用lg[(F0-F)/F]对lg[Q]作图,进行一元线性回归处理求出2,4-DCP与HSA的猝灭常数(Kq)、结合常数(Ksv)和结合位点数(n)及反应热力学参数;荧光静态猝灭常数Kq=3.713×1013L·mol-1·s-1,结合常数为2.743×106L/mol、结合位点数为n=1;2,4-二氯苯酚对人血清白蛋白内源荧光的猝灭机制,主要是通过疏水作用力,形成了无荧光特征的复合物所引起的静态荧光猝灭。     

锌离子与牛血清白蛋白相互作用的研究

用荧光光谱法研究了锌离子(Zn2+)与牛血清白蛋白(BSA)的作用机制.实验表明,Zn2+对BSA具有荧光猝灭作用,其猝灭方式为静态猝灭.求出了猝灭常数、结合常数及结合位点数.利用同步荧光光谱研究了Zn2+对BSA分子荧光光谱的影响.     

哺乳动物尿液中钙镁离子浓度的1H NMR测定方法

哺乳动物体液中的钙镁离子浓度能够反映体内营养代谢的平衡与一些疾病的发生发展. 尿液中钙镁离子浓度的准确测量需要不受基质影响的便捷新方法. 该文使用过量乙二胺四乙酸(EDTA)为探针并通过¹H NMR方法测定钙镁离子与EDTA络合物的含量,建立了一种快速原位的尿液钙镁离子浓度测量方法. 将此方法分别用于人、大鼠及小鼠的尿液测定,发现3类哺乳动物的尿液钙镁离子浓度存在显著的物种依赖性和较大的相同物种个体间差异. 上述为生物体液中钙镁离子浓度的快速定量测量提供了便捷方法,也提供了3类哺乳动物尿液钙镁离子浓度的基础数据.     

二价金属离子与YycFN相互作用的NMR研究

YycGF最早发现于枯草芽孢杆菌,是与细胞存活密切相关的双组分信号转导系统存在于少量低鸟嘌呤和胞嘧啶(G+C)含量的革兰氏阳性菌中,包括金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌等人类病原菌,在外界环境刺激下,胞膜上的组氨酸激酶YycG通过自身组氨酸磷酸化活化,将磷酸根转移至反应调节蛋白YycF的N端调节区(YycF_N)使之磷酸化,调控下游基因表达,实现特定细胞应答反应.二价金属离子在双组分信号转导系统反应调节蛋白的磷酸化过程中起着非常关键的作用,但它们与YycF_N相互作用的机制尚不清楚.该文利用液体核磁共振(NMR)方法研究了Ca~(2+)、Mg~(2+)两种离子与YycF_N的相互作用,对详细的相互作用界面进行了分析,并计算了Ca~(2+)、Mg~(2+)与YycF_N的解离常数(K_d).发现金属离子的关键作用位点是Asp9、Asp16和Asp53等残基,蛋白的整体构象也发生了一定变化,为阐明二价金属离子在反应调节蛋白信号转导过程中的作用机制提供了重要线索.     

稀土离子对人血清白蛋白动态结构性质影响的23Na NMR研究

利用²³Na作为探针磁核,通过弛豫分析发现:稀土离子与HSA络合后使蛋白质分子体积膨胀,链段活动性增加,表现为相关时间(τ_c)减小;HSA可能至少有了3个高亲和位点可络合稀土离子;稀土离子诱导的HSA动态结构变化在某种程度上具有可逆性,即当高亲和位上的稀土离子被螯合剂在取后,膨胀伸展的结构趋于恢复原有状态。     

头孢噻肟与人血清白蛋白的相互作用机制

用光谱技术研究人血清蛋白(HSA)与头孢噻肟(CTX)分子间结合作用机制, 头孢噻肟与β-内酰胺酶的亲和力。由Lineweave-Burk双倒数作图法确定了该反应的解离常数K_d=1.22×10-4,用同步荧光技术考察头孢噻肟对人血清蛋白构象的影响。依据Frster非辐射能量转移机制,得到给体-受体间的结合距离和能量转移效率,确定了头孢噻肟与人血清白蛋白以疏水作用为主。认为头孢噻肟对β-内酰胺酶稳定性与药物结构有关;抗菌活性和抗生素效力与能量转移效率和解离常数有关。同步荧光技术考察头孢噻肟对人血清蛋白构象的影响。     

关于斑蝥素~1H NMR和UV测定结果的商榷

斑蝥素是一种从药用昆虫中提取的天然药物,由于可用于治疗各种癌症而得到逐步深入的研究. 作者用核磁共振波谱法测定从贵州短翅豆芫菁体内分泌的斑蝥素时,发现与参考文献[1]的解释不同; 在用紫外吸收光谱分析法测定斑蝥素的最大吸收波长时,发现斑蝥素的最大吸收波长应该是212 nm,此也与参考文献[2]的结果不一样. 该文对实验结果进行了讨论,希望能得到斑蝥素的准确分析方法.     

关于斑蝥素~1H NMR和UV测定结果的商榷

斑蝥素是一种从药用昆虫中提取的天然药物, 由于可用于治疗各种癌症而得到逐步深入的研究. 作者用核磁共振波谱法测定从贵州短翅豆芫菁体内分泌的斑蝥素时, 发现与参考文献[1]的解释不同; 在用紫外吸收光谱分析法测定斑蝥素的最大吸收波长时,发现斑蝥素的最大吸收波长应该是212nm, 此也与参考文献[2]的结果不一样.该文对实验结果进行了讨论,希望能得到斑蝥素的准确分析方法.     

铜、钠和钼离子与牛血清白蛋白作用的荧光光谱研究

研究了铜、钠和钼离子对牛血清白蛋白(BSA)的荧光强度的影响。铜离子对牛血清白蛋白荧光有明显的静态猝灭现象,其离解常数为2.38×10-4 mol·L-1。氯化钠对BSA溶液的荧光没有影响,说明生理盐水作为生物系统的体液对生命起到很好的保护作用。而钼离子在小浓度时对牛血清白蛋白荧光静态猝灭比较小,当钼离子浓度增加到8.4×10-3 mol·L-1时,则呈现出雪崩猝灭现象。     

人血清白蛋白与3-氨甲基吡啶相互作用的拉曼光谱研究

测量人血清白蛋白和一种新型仿生配基3-氨甲基吡啶与人血清白蛋白复合物的拉曼光谱。Raman光谱表明3-氨甲基吡啶与人血清白蛋白结合导致人血清白蛋白的构象及其结构的变化。人血清白蛋白的主链构象主要是α-螺旋结构,3-氨甲基吡啶结合不改变其二级结构,但二硫键的构象产生改变,唯一的色氨酸残基外环境由亲水变为疏水,酪氨酸所处的外环境也发生改变。     

4-硫胸苷的合成及其与人血清白蛋白的相互作用

基于含硫核苷类化合物的光敏性和核苷类化合物对肿瘤细胞有特殊的亲和力以及核苷类化合物的抗肿瘤活性,设计合成了4-硫胸苷,并通过NMR、UV、MS对其结构进行了表征。利用荧光光谱考察了4-硫胸苷与人血清白蛋白(HSA)的相互作用。实验结果表明:4-硫胸苷对人血清白蛋白(HSA)体系的猝灭是由于他们相互作用形成复合物而导致的静态猝灭。通过计算得出其结合常数分别为3.46×104,3.91×104,4.31×104L·mol-1,并测定了不同温度下的热力学参数。结果表明,4-硫胸苷与人血清白蛋白之间的主要作用力类型为疏水作用力。另外,通过圆二色光谱考察了4-硫胸苷对人血清白蛋白二级结构的影响,结果表明,4-硫胸苷对人血清白蛋白的二级结构基本没有影响。     

三种肉桂酰胺衍生物的制备及其与人血清白蛋白的结合

基于临床上肉桂酰胺类药物的广泛应用及优异性能, 以间羟基肉桂酸为母体, 分别与不同氨基酸反应, 设计合成了3种未见报道的肉桂酰胺类衍生物, 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、同步荧光光谱法、紫外-可见光谱法共同研究了3种衍生物分别和人血清白蛋白(HSA)相结合的机理.AutoDock对接显示, 这3种衍生物结合在HSA亚结构域ⅡA(即site Ⅰ)的疏水腔内, 维系衍生物与HSA的主要作用力为氢键和范德华力, 同时还存在着疏水作用.光谱实验结果表明, 在体外生理条件下, 衍生物都与HSA形成复合物, 对HSA内源荧光产生静态猝灭, 且对其构象产生影响.根据不同温度下的热力学函数, 确定主要作用力均是氢键和范德华力.分子对接与实验获得了一致的结果.     

pH对血清影响的1H NMR研究

维持血液的pH在7.35～7.45范围内,是生命的基本需要. 人体生理状态的改变往往会伴随或者引发血液pH的变化. 本文通过扩散加权、横向弛豫加权以及饱和转移差谱等¹H NMR方法,对pH 7.0～7.8的血清体系进行研究,观察其中大分子和小分子代谢物的变化. 实验结果表明 pH的改变不仅能够引起血清中一些小分子代谢物化学位移的改变,还会影响小分子代谢物与蛋白的相互作用,引起这些小分子结合态和游离态含量的变化. 此外,没有观察到血清蛋白信号的明显变化,仅血清白蛋白赖氨酰信号随pH增高有高场位移.     

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.     

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。     

4-硫-5-碘尿苷的合成及其与人血清白蛋白间的相互作用

基于硫碱基(thio-base)的易烷基化、易氧化、强紫外长波(UVA)吸收等独特的性质,以及核苷类化合物的抗肿瘤活性,设计合成了一种新化合物4-硫-5-碘尿苷,通过NMR、IR、UV、MS对其结构进行了表征。在模拟生理条件下,利用荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法以及圆二色谱法研究了4-硫-5-碘尿苷与人血清白蛋白(HSA)的相互作用。结果表明,4-硫-5-碘尿苷对HSA荧光具有静态猝灭作用。运用Stern-Volmer方程计算了体系的猝灭常数,利用Lineweaver-Burk方程计算了二者的结合常数,并且确定了4-硫-5-碘尿苷与HSA之间的主要作用力类型为疏水作用力,根据能量转移理论求得4-硫-5-碘尿苷与HSA的结合距离及能量转移率。此外,通过圆二色谱法考察了4-硫-5-碘尿苷对HSA作用前后的构型结构的影响。     

利福平与人血清白蛋白作用的荧光光谱

蛋白质是一类重要的生物大分子,它不仅是构成细胞内原生质的主要成分,也是生命现象的物质基础。对于蛋白质的探索是最复杂的课题之一。 以荧光光谱为手段,文章研究了药物利福平(Rifampicin capsules)与人血清白蛋白(HSA)的作用,测量发现利福平和人血清白蛋白的色氨酸残基的结合位置为R=2.567 nm, 临界距离R₀为2.433 nm。利福平-HSA的Lineweaver-Burk猝灭曲线的离解常数K_d=19.42×10-6 mol·L-1且结合常数K_s=5.149×104 L·mol-1。