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。     

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。     

环丙沙星、氧氟沙星同时与牛血清白蛋白分子作用的荧光光谱

在pH=7.40的水溶液中,环丙沙星(CPFX)、氧氟沙星(OFLX)能够猝灭牛血清白蛋白(BSA)的荧光。当两种药物共存时BSA荧光被进一步猝灭。据此建立了利用荧光发光光谱法进行喹诺酮类药物CPFX与OFLX间相互作用的研究。结果表明:药物间存在相互作用,使药物与蛋白间的结合常数减小、结合稳定性下降,游离型药物含量增加,造成药效增强;药物对蛋白荧光的猝灭属于静态猝灭,药物与蛋白结合位点数约为1。根据Frster非辐射能量转移理论,确定了药物与蛋白之间的结合距离r7nm,属于非辐射能量转移。药物间的相互作用使r值增加,结合距离增大。同步荧光光谱研究表明药物间的相互作用对蛋白构象产生影响,使蛋白质分子伸展,疏水性降低。     

Spectroscopic Identification of Interactions of Pb2+ with Bovine Serum Albumin

The effect of Pb²⁺ targeted to bovine serum albumin (BSA) in vitro was investigated by fluorescence, synchronous fluorescence, UV absorption and circular dichroism (CD) spectrophotometry. The characteristic fluorescence of BSA was quenched, which indicated that Pb²⁺ changed the skeleton of BSA and caused the gradual exposure of aromatic amino acid residues (Trp, Tyr, Phe) in the internal hydrophobic region of BSA. When the concentration of Pb²⁺ was higher than 1 × 10⁻⁴ mol/L, the BSA was completely denatured. The excess lead ion interacted with the aromatic amino acid residues of BSA exposed to the solution, which decreased the fluorescence of BSA further. According to the experiment results, we found that a lead-BSA complex was formed following static quenching and the binding site was calculated approximately equal to 1. This work reflected the interaction mechanism of BSA and Pb²⁺ from the perspective of spectroscopy.     

光谱法研究儿茶素与牛血清白蛋白的相互作用

运用荧光猝灭光谱、傅里叶红外光谱(FTIR)等光谱手段研究了模拟人体牛理条件下儿茶素与牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)的相互作用,求出了儿茶素与BSA结合的结合常数、结合位置、结合类型等参数,并研究了共存离子对儿茶素与BSA的结合常数的影响.实验结果表明:儿茶素与BsA形成复合物从而猝灭BSA的内源荧光,且其荧光猝灭机理符合静态机制.296,303,310 K下儿茶素与BSA结合的结合常数分别为:2.368,2.249,2.152×106 L·mol-1.热力学数据表明儿茶素与BsA主要靠疏水作用力和静电作用力结合,探针实验表明儿茶素与BSA在结合位点Site Ⅰ发生结合.F(o)ster偶极一偶极非辐射能量转移机理确定了儿茶素在BSA中与第214位色氨酸残基之间的距离r=1.93 nm.FTIR光谱显示,儿茶素诱导BSA的二级结构发生了变化.     

光谱法比较木犀草素及槲皮素与牛血清白蛋白相互作用

在模拟生理pH条件下,采用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱和圆二色谱法研究木犀草素及槲皮素与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用的异同.结果确定木犀草素及槲皮素对BSA的荧光猝灭是以静态猝灭为主,同时伴随非辐射能量转移猝灭.木犀草素结合BSA的位点与荧光发射基团的距离比槲皮素的小.结合常数Ka表明二者与BSA的结合都属于强的非共价键结合,且结合位点数都约为1.二者均主要通过氢键和范德华力与BSA作用.二者都能影响BSA的酪氨酸残基附近环境的极性,且高浓度下能够引起BSA构象轻微地改变.结果表明黄酮C环上3位羟基的引入会降低其对BSA的亲和力.     

Spectroscopic Studies on the Toxic Interaction of Sodium Oleate with Bovine Serum Albumin

The effects of sodium oleate on Bovine Serum Albumin (BSA) were investigated by fluorescence, synchronous fluorescence, ultraviolet–visible and circular dichroism spectroscopy. According to the experiment results, we found that the fluorescence intensity of BSA was quenched by sodium oleate following a static mode, a sodium oleate-BSA complex was formed and the binding site was calculated approximately equal to 1. The experimental results showed that the hydrophilic group (—COONa) can bind to the BSA and lead to the looser of the protein conformation, the microenvironment and the secondary structure elements were changed in the presence of sodium oleate. This work reflected the toxic interaction mechanism of BSA and sodium oleate from the perspective of spectroscopy.     

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。     

芬布芬与牛血清白蛋白相互作用的荧光光谱检测

在模拟生理条件下,用荧光光谱法和紫外-可见吸收光谱法研究芬布芬(FBF)和牛血清白蛋白(BSA)结合反应的特征.研究表明:芬布芬与牛血清白蛋白形成复合物,从而猝灭牛血清白蛋白的内源性荧光,该过程为静态猝灭过程.根据Stem-V(o)lmer方程得出了不同温度下结合位点数和结合常数;根据F(0)rster非辐射能量转移理...     

甲钴胺与牛血清白蛋白相互作用的光谱特性

应用荧光光谱法、紫外吸收光谱法及共振光散射法,研究了甲钴胺 (Mecobalamin) 与牛血清白蛋白 (BSA) 之间的相互作用。在pH=7.40的三羟甲基胺基甲烷-盐酸 (Tris-HCl) 缓冲溶液中,随着甲钴胺浓度的增加,BSA的荧光强度、共振散射光强度逐渐减弱。通过计算不同温度(293,303,310 K)下的猝灭常数 (K_sv=5.40×10⁴,6.90×10⁴,8.00×10⁴ L/mol) 及扫描紫外吸收光谱,确定了甲钴胺对牛血清白蛋白的猝灭机理为动态猝灭。测定了该反应的表观结合常数 (K_A=1.68×10⁴,4.34×10⁴,7.90×10⁴ L/mol)和结合位点数 (n≈1)。利用热力学参数 (ΔH>0、ΔG<0和ΔS>0) 确定了分子间的作用力性质,作用力主要是疏水作用力,作用过程是自发的。同时应用同步荧光技术研究了甲钴胺对BSA构象的影响。结果表明,甲钴胺没有引起BSA构象的变化。     

Spectroscopic Studies on the Interaction of Acid Yellow With Bovine Serum Albumin

Azo dyes, which are common in the environment, can be toxic to various organisms. In order to determine the molecular mechanism of acid yellow 11(AY) toxicity, we studied the effect of AY exposure to the common protein bovine serum albumin (BSA) by several spectroscopic techniques including fluorescence spectroscopy, ultraviolet spectrophotometry (UV) and circular dichroism (CD). It could be concluded from the fluorescence spectra that the quenching effect of BSA by AY was mainly due to complex formation which was unrelated to the absorption of AY. The enthalpy change (ΔH) and entropy change (ΔS) were found to be −21.94 kJ/mol and 30.04 Jmol^-1 K^-1, respectively. The results confirm that electrostatic attraction was the predominant intermolecular force between BSA and AY. Furthermore, the binding distance (r) between AY and the inner tryptophan residue of BSA was determined to be 3.541 nm on the basis of Forster theory of non-radiative energy transfer. In addition, the conformational changes of BSA in the presence of AY were also analyzed by UV and CD. These results indicated that AY could interact with BSA by complex formation, which also affected the structure of BSA.     

丹酚酸B与牛血清白蛋白相互作用的光谱学研究

丹酚酸B(SAB)是丹参中主要的水溶性成分之一,具有广泛的生物活性.血清白蛋白是哺乳动物体内血浆中含量最为丰富的蛋白质,约占血浆总蛋白的60％,能与许多内源及外源性物质相结合,发挥存储和转运的作用.丹酚酸B进入人体后,必然先与血液中的蛋白质相结合,然后才被转运到其受体结合部位,进而发挥其药理作用.为更好地了解丹酚酸B在...     

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。     

同步荧光光谱法结合分子对接研究金雀花碱与牛血清白蛋白间相互作用

金雀花碱(Cy)是一种生物碱,主要存在于豆科毒豆属植物种子中。Cy具有较强的生物活性,特别是作为戒烟药物已得到广泛应用。在模拟生理条件下,应用荧光光谱法研究了Cy同牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用以及Cy猝灭BSA荧光发射的机理。详细考查了水浴温度、水浴时间以及溶液pH等因素对荧光猝灭的影响,并且通过Stem-Volmer方程计算了Cy与BSA间的结合类型、结合位点数目以及结合常数。结果表明,Cy与BSA可形成摩尔比为1∶1的非共价复合物,其结合常数为5.6×103,其猝灭类型为静态猝灭。同步荧光光谱研究结果表明,Cy的结合主要影响BSA 的Trp残基的荧光发射。进一步应用分子对接研究表明,氢键与疏水作用是Cy与BSA形成复合物的主要推动力。Cy与BSA中Trp213及其周围的氨基酸残基间存在氢键与疏水作用,这种作用将改变Trp213所处微环境的疏水情况,从而导致BSA的荧光发生猝灭。     

MCR-ALS结合分子对接研究隐色孔雀石绿与BSA的作用过程

孔雀石绿(LMG)在治理鱼卵中霉菌和杀灭鱼体寄生虫等方面的效果显著, 广泛应用于水产运输和养殖。孔雀石绿进入动物机体后, 通过生物转化代谢为脂溶性的隐色孔雀石绿(LMG), LMG的毒性超过MG; LMG能快速在组织中蓄积, 具有致癌、致畸、致突变等毒副作用。白蛋白可与多种内源和外源化合物结合, 是血浆中含量最丰富的载体蛋白, 也是药物发挥作用的重要载体和靶标。模拟pH 7.4的生理条件, 通过荧光光谱和圆二色谱法(CD)采集两种不同滴加方式的LMG与牛血清白蛋白(BSA)动态作用过程中的多维数据, 并应用化学计量学多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)对多维波谱数据进行解析和描述, 从重叠严重的光谱数据中同时得到作用体系的定量和定性信息。从解析得到的浓度趋势图中, 说明体系在LMG∶BSA=2∶1时达到动态平衡, 并可确认复合物LMG₂-BSA的生成; 解析得到的与所测量的BSA荧光和CD图符合, 印证由MCR-ALS获得的浓度趋势图的可靠性和正确性; 通常由重叠光谱中无法辨别的LMG₂-BSA复合物荧光光谱和CD谱图也可由数学解析获得, 进一步印证了复合物的存在。原子力显微镜(AFM)测量结果表明BSA与LMG结合后, BSA的形貌发生改变, 表面粗糙度(RMS)由(1.24±0.28) nm增至(13.47±0.53) nm; 同时由CD实验结果可知LMG与BSA作用达到平衡时, α-螺旋结构的含量从46.5%降低到42.3%, 推测是BSA所处微环境和构象发生变化所致。荧光探针实验发现经典site Ⅰ标记物华法林加入后, LMG-BSA的猝灭常数由2.65×106 L·mol-1降低为1.88×106 L·mol-1, 但加入site Ⅱ标记物布洛芬后, LMG-BSA的猝灭常数变化不明显, 由此推断LMG可能结合在蛋白质的亚域ⅡA, 即site Ⅰ位。分子对接证实BSA的Ⅰ位有足够的空间容纳LMG, 且LMG与BSA之间的主要作用是疏水作用力。该研究从分子水平了解LMG与生物大分子的作用机制, 并为LMG的毒副作用研究提供重要的信息。     

荧光光谱法研究20(S)-原人参三醇与牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了20(S)-原人参三醇(PPT)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,结果表明：PPT对BSA荧光的猝灭类型为静态猝灭。在温度为298,308,318 K时的结合常数分别是0.926 3×103,0.618 2×103,0.414 4×103 L·mol-1,结合位点均接近于1。PPT与BSA结合过程中主要的驱动力为氢键和范德华力。与PPT结合后,BSA分子中色氨酸残基部位的结构变得更加紧密。依据Fster的荧光共振能量转移理论得出PPT与BSA的结合距离r为2.62 nm,能量转移效率E为0.32。     

杀鼠剂溴鼠灵与牛血清白蛋白相互作用的光谱法研究

利用紫外吸收光谱,荧光光谱和同步荧光技术研究了牛血清白蛋白和杀鼠剂溴鼠灵的相互作用.结果表明溴鼠灵对牛血清白蛋白的内源荧光有较强的猝灭作用,两者形成了新的复合物,属于静态荧光猝灭,并且伴随着分子内的非辐射能量转移.通过双倒数及双对数曲线计算了不同温度下的猝灭速率常数Ksv,结合位点数n,结合常数KA,并根据相对应的热力学参数判断二者之间主要为疏水作用力.依据F(o)rster非辐射能量转移理论求出了溴鼠灵和蛋白质问的结合距离r,确定了溴鼠灵在蛋白质上的结合位置.在20和30℃时r分别为2.84和2.87 nm.同步荧光光谱显示,与溴鼠灵作用后BSA分子的二级结构发生了改变.初步探讨了二者的结合模式与作用机制:溴鼠灵分子通过静电引力靠近蛋白质的疏水腔,并以疏水作用力与疏水腔中的氨基酸残基发生相互作用,导致色氨酸残基微环境极性变化.其结果不但阻止了酪氨酸残基与色氨酸残基间的能量转移,而且使色氨酸残基与溴鼠灵分子间产生非辐射能最转移,从而猝灭BSA的内源荧光.     

十六羧酸基酞菁锌光敏剂与白蛋白相互作用的光谱研究及复合物的制备

利用光谱法研究了光敏剂分子2,3,9,10,16,17,23,24-八(3,5-二羧酸基苯氧基)酞菁锌(ZnPc(COOH)₁₆)与白蛋白(BSA和HSA)的相互作用,结果表明,ZnPc(COOH)₁₆与BSA,HSA存在较强的相互作用,结合常数为2.25～2.94×106 L·mol-1。同时,通过温育摩尔比为2∶1的ZnPc(COOH)₁₆和白蛋白混合物,进而凝胶色谱分离纯化,得到了摩尔比为1∶1的ZnPc(COOH)₁₆-BSA和ZnPc(COOH)₁₆-HSA复合物。光谱研究表明,ZnPc(COOH)₁₆在复合物中以单体形式存在,Q带最大吸收峰和发射峰均较单纯的ZnPc(COOH)₁₆有所红移。