ITC研究达卡巴嗪与DNA反应动力学

利用等温滴定量热(ITC)、光谱、粘度测量等方法,研究了小牛胸腺DNA与抗癌药物达卡巴嗪的相互作用。结果表明:达卡巴嗪与DNA作用后,吸收光谱会出现增色、蓝移和粘度减小等现象。采用ITC法得到了结合常数以及结合位点数,发现达卡巴嗪与DNA以非经典嵌插式及表面作用两种方式结合。对于嵌插式,ΔH10,ΔS10,K1=5.63×10~4,结合位点数0.10;对于药物分子仅与DNA表面发生作用而并未嵌入到DNA分子的疏水部分的结合方式,ΔH_20,ΔS_20,K_2=1.00×10~3,结合位点数9.99。同时发现紫外法得到的结合常数是Ka=6.70×10~4,与ITC的嵌插式吻合。     

苏木精与DNA作用机理的荧光光谱

采用荧光光谱法,在生理条件下(pH=7.40)对苏木精与DNA的作用机理进行了研究,通过对体系盐效应和KI效应的实验以及体系的荧光猝灭所求得的热力学参数,证明苏木精通过静电作用和疏水作用两种方式与DNA相互作用.     

紫外光谱与ITC法研究乌头碱与粘虫DNA相互作用

DNA是生物体遗传信息的载体,研究药物与DNA的相互作用对探讨其作用机理及新药的设计合成具有重要意义。利用紫外吸收光谱技术,微量量热法,等温滴定量热法以及分子模拟技术研究了乌头碱在水溶液中的溶解行为,探讨了乌头碱与粘虫DNA、鲑鱼精DNA、小牛胸腺DNA的相互作用。实验发现,乌头碱在水溶液中的溶解过程为准一级反应,半衰期(t_1/2)为0.691 h。乌头碱分别与三种DNA作用均为体现出沟槽和表面两种结合形式：沟槽结合时,结合常数Ka₁为105,结合位点数为0.40~0.60,且反应为焓驱动的自发过程;表面结合时,乌头碱分子仅与DNA表面发生作用而并未嵌到DNA分子的疏水部分,结合常数Ka₂为103,结合位点较大。分子模拟显示,乌头碱均以氢键作用力结合在三种DNA分子的沟槽区,且乌头碱分子中C₈上的酯基对粘虫DNA,鲑鱼精DNA和小牛胸腺DNA链上的碱基有特异性识别,依次为T33,T34和G16,C9,C8。模拟计算获得反应的结合能与实验测定所得ΔG值接近,同时,依据实验数据判定的作用力类型在分子模拟中得到印证,即理论计算与实验基本吻合。     

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。     

光谱法研究盐酸非那吡啶与牛血清白蛋白的结合作用

运用光谱学方法研究了在生理pH值条件下盐酸非那吡啶(PHE)与牛血清白蛋白之间的结合作用。通过荧光光谱和紫外吸收光谱确定了盐酸非那吡啶对牛血清白蛋白的荧光猝灭机理。依据Scatchard方程测定了不同温度下该结合反应的结合常数和结合位点数。根据热力学方程讨论了两者间的主要作用力类型。结合同步荧光光谱分析了盐酸非那吡啶对牛血清白蛋白构象的影响。盐酸非那吡啶对牛血清白蛋白的荧光猝灭机制主要为静态猝灭和非辐射能量转移。在15, 25, 37℃时盐酸非那吡啶与牛血清白蛋白的结合常数K_b分别为2.47×107, 9.15×106, 4.36×106 L·mol-1,它们之间平均结合位点数n为1。结合反应的热力学参数为ΔH=-71.2 kJ·mol-1,ΔS=124.8 J·mol-1·K-1。热力学函数计算结果表明,该作用过程是一个熵增加,Gibbs自由能降低的自发分子间作用过程。依据Frster能量转移理论确定PHE与BSA间的结合距离为1.61 nm。两者结合的主要作用力类型是静电作用力。盐酸非那吡啶在体内能够被血清蛋白存储和转运,但结合时对蛋白构象有一定影响。     

Interaction of diethyl aniline methylphosphonate with DNA: Spectroscopic and isothermal titration calorimetry

In this study the diethyl aniline methylphosphonate (DAM) was synthesized, the interaction of DAM with ct-DNA has been investigated by fluorescence spectra, UV spectra, molecular modeling and isothermal titration calorimetry (ITC). The binding constant of DAM to ct-DNA calculated from both isothermal titration calorimetry and fluorescence spectra were found to be in the 10⁴ M⁻¹ range. According to the ethidium bromide displacement studies, UV spectra and isothermal titration calorimetry experimental results, it can be concluded that DAM is an intercalator that can slide into the G-C rich region of ct-DNA. Furthermore, the results obtained from molecular modeling corroborated the experimental results obtanied from spectroscopic and ITC investigations. At the same time, fluorescence spectra suggested that the mechanism of the interaction of DAM to ct-DNA was a static enhancing type. ITC data showed that ct-DNA/DAM binding is enthalpy controlled.     

水溶性富勒醇的荧光特性及其与各种金属离子结合的研究

本文考察了C60 水溶性衍生物 富勒醇的荧光特性。观测到富勒醇的荧光自猝灭现象以及不同酸度对其荧光强度的影响。在 pH =6 5～ 7 5条件下 ,富勒醇的荧光发射最强 ,并以此为最佳酸度条件 ,详尽研究了富勒醇同各种金属离子的作用 ,发现金属离子Cu2 + ,Pb2 + ,Co2 + ,Fe2 + ,Fe3 + ,Al3 + ,Cr3 + 和Cr(Ⅵ )均能有效猝灭富勒醇的荧光。其中Cu2 + ,Fe2 + ,Fe3 + ,Al3 + 和Cr3 + 在猝灭富勒醇荧光的同时 ,还使富勒醇的荧光激发和发射峰发生不同程度的红移和蓝移 ,表明这五种金属离子与富勒醇之间同时形成了基态和激发态的络合物 ;而Pb2 + ,Co2 + 和Cr(Ⅵ )则只在激发态下同富勒醇发生作用。各金属离子与富勒醇的结合能力为 :Cu2 + >Fe2 + >Pb2 + >Co2 + ;Fe3 + >Al3 + >Cr(Ⅵ ) >Cr3 + ,同时估测了各金属离子与富勒醇的结合常数KA 及结合数n。     

荷叶中紫云英苷和DNA相互作用的光谱学研究

在pH 7.4 的Tris-HCl的缓冲溶液中,采用紫外及荧光光谱法研究了荷叶中紫云英苷(AST)与DNA之间的相互作用,探讨了离子强度和阴离子猝灭剂KI对紫云英苷及紫云英苷-DNA体系荧光强度的影响,同时考察了紫云英苷和中性红与DNA结合的竞争性。结果表明DNA通过静态猝灭作用机制猝灭紫云英苷的荧光,并测得其在298及308 K时的猝灭速率常数(K_q)分别为3.120 ×1012和2.630×1012 L·mol-1·s-1,结合常数(K_d)分别为3.412×104和1.762×104 L·mol-1,结合位点数(n)分别为1.007和0.962;DNA的存在使紫云英苷的紫外吸收光谱发生减色效应且吸收波长产生红移;发现离子强度的改变对紫云英苷及紫云英苷-DNA体系的荧光强度影响不大;KI对结合形式存在的紫云英苷的荧光猝灭效率明显小于自由形式存在的紫云英苷的荧光猝灭效率;紫云英苷可插入DNA中置换出与DNA结合的中性红。这些结果说明荷叶中紫云英苷以嵌插模式与DNA进行结合。     

盐酸小檗碱与脱氧核糖核酸相互作用的研究

本文采用紫外光谱、荧光光谱、荧光偏振 ,热变性曲线等手段 ,对小檗碱 (BR)与小牛胸腺脱氧核糖核酸 (ct DNA)的作用方式进行了研究 ,证实了盐酸小檗碱通过嵌插方式与ct DNA相互作用的 ,并且根据荧光峰增强与BR浓度的线性关系 ,提出了BR的测定方法。     

阿克拉霉素A与DNA作用的光谱学研究

文章研究了阿克拉霉素A(ACR)吸收光谱和荧光光谱特性及其与DNA的相互作用。研究结果表明, ACR荧光光谱和吸收光谱受pH值影响较大,且随DNA加入产生减色效应。通过计算, ACR与DNA的结合常数比单纯以嵌入式与DNA结合的蒽醌类化合物大约1～2个数量级为2.7×106 mol·L-1,结合位点数为0.67碱基对,ACR与DNA结合方式复杂,ACR为非经典嵌入剂。     

硫堇与DNA分子作用机理的光谱研究

用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、圆二色谱和光电子能谱等光谱方法研究了硫堇(TH)与小牛胸腺DNA(CT-DNA)的作用机理。实验结果表明,在pH 7.2的磷酸盐缓冲溶液中, TH与CT-DNA之间的作用方式以嵌入作用为主,嵌入作用使TH的紫外最大吸收峰强度减小,且峰位发生红移。由紫外光谱实验结果线性拟合求得TH与CT-DNA的表观结合常数K＝1.45×104 L·mol-1。荧光光谱实验结果表明：TH与CT-DNA的嵌入作用使TH的荧光发生强烈猝灭,猝灭常数K_SV为1.01×104 L·mol-1。嵌入作用位点主要发生在CT-DNA的鸟嘌呤(G)-胞嘧啶(C)碱基序列富集区。通过对TH的光电子能谱中N,S原子的结合能变化分析,TH分子以杂环上S原子端与CT-DNA的G-C碱基对结合,两者的相互作用对CT-DNA的二级结构构象产生影响。     

荧光法研究对羧基苯偶氮基杯[8]芳烃与诺氟沙星的作用

合成了一种超分子探针对羧基苯偶氮基杯[8]芳烃(简称CPAC).利用荧光光谱法研究了溶液状态下该探针与诺氟沙星(简称NFLX)的相互作用.实验表明,两者之间存在较强烈的相互作用,CPAC与NFLX形成外式包结物,静态猝灭NFLX的荧光,CPAC的杯腔体与NFLX的喹啉环间的疏水作用是主要作用方式.测定了该反应的结合常数(K=6.38×105 L·mol-1)和结合比(n=1).实验发现,小牛胸腺DNA能夺取CPAC-NFLX体系中的CPAC,使NFLX游离,说明超分子化合物CPAC可用于诺氟沙星药物的储存和定点释控.