罗非昔布与牛血清白蛋白之间相互作用的研究

在模拟人体生理条件下,通过荧光光谱法、紫外光谱法、红外光谱法和分子对接等技术探究罗非昔布(RFB)与牛血清白蛋白(BSA)之间相互作用的化学本质。研究结果表明,RFB与BSA的Trp/Tyr残基之间的π-π堆积作用诱导了BSA的荧光发生猝灭,其猝灭机制为静态猝灭并且伴随着非辐射能量的转移;热力学参数表明RFB-BSA可以自发地通过氢键与范德华力进行结合,二者之间的结合距离r_0=3.50 nm,且结合位点数为1;同步荧光和分子对接结果证明RFB与BSA在结合位点Ⅰ结合;三维荧光光谱与红外光谱揭示了RFB导致BSA蛋白质二级结构发生变化,其中α-螺旋和β-片层结构含量下降,β-折叠和β-转角含量上升。     

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。     

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.     

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。     

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。     

分子对接模拟与多光谱法研究二水土霉素和牛血清白蛋白的相互作用

在模拟生理条件下,采用荧光光谱法、三维荧光光谱法、圆二色谱法以及分子对接模拟法,研究了二水土霉素与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。荧光光谱表明,二水土霉素能有效猝灭BSA的内源荧光,猝灭机制属静态猝灭。根据Vant’s Hoff方程确定结合过程中的热力学参数ΔS、ΔH,表明两者之间作用为疏水作用力。根据Foster’s非辐射能量转移理论,计算得到结合距离r=2.56nm。同步荧光光谱、三维荧光光谱、圆二色谱结果证明盐酸四环素能够改变BSA的二级结构和微环境。分子对接模拟表明二水土霉素结合在BSA的site Ⅰ(亚域ⅡA)疏水腔中。     

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.     

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。     

Interaction between phillygenin and human serum albumin based on spectroscopic and molecular docking

In this paper, the interaction of human serum albumin (HSA) with phillygenin was investigated by fluorescence, circular dichroism (CD), UV-vis spectroscopic and molecular docking methods under physiological conditions. The Stern-Volmer analysis indicated that the fluorescence quenching of HSA by phillygenin resulted from static mechanism, and the binding constants were 1.71×10(5), 1.61×10(5) and 1.47×10(4) at 300, 305 and 310K, respectively. The results of UV-vis spectra show that the secondary structure of the protein has been changed in the presence of phillygenin. The CD spectra showed that HSA conformation was altered by phillygenin with a major reduction of α-helix and an increase in β-sheet and random coil structures, indicating a partial protein unfolding. The distance between donor (HSA) and acceptor (phillygenin) was calculated to be 3.52nm and the results of synchronous fluorescence spectra showed that binding of phillygenin to HSA can induce conformational changes in HSA. Molecular docking experiments found that phillygenin binds with HSA at IIIA domain of hydrophobic pocket with hydrogen bond interactions. The ionic bonds were formed with the O (4), O (5) and O (6) of phillygenin with nitrogen of ASN109, ARG186 and LEU115, respectively. The hydrogen bonds are formed between O (2) of phillygenin and SER419. In the presence of copper (II), iron (III) and alcohol, the apparent association constant K(A) and the number of binding sites of phillygenin on HSA were both decreased in the range of 88.84-91.97% and 16.09-18.85%, respectively. In view of the evidence presented, it is expected to enrich our knowledge of the interaction dynamics of phillygenin to the important plasma protein HSA, and it is also expected to provide important information of designs of new inspired drugs.     

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.     

Evaluation of the effect of the chiral centers of Taxol on binding to β-tubulin: A docking and molecular dynamics simulation study

Taxol is one of the most important anti-cancer drugs. The interaction between different variants of Taxol, by altering one of its chiral centers at a time, with β-tubulin protein has been investigated. To achieve such goal, docking and molecular dynamics (MD) simulation studies have been performed. In docking studies, the preferred conformers have been selected to further study by MD method based on the binding energies reported by the AutoDock program. The best result of docking study which shows the highest affinity between ligand and protein has been used as the starting point of the MD simulations. All of the complexes have shown acceptable stability during the simulation process, based on the RMSDs of the backbone of the protein structure. Finally, MM-GBSA calculations have been carried out to select the best ligand, considering the binding energy criteria. The results predict that two of the structures have better affinity toward the mentioned protein, in comparison with Taxol. Three of the structures have affinity similar to that of the Taxol toward the β-tubulin.     

含磷嘧啶类CDK9抑制剂的分子对接、3D-QSAR和分子动力学模拟

选取64个具有潜力的含磷嘧啶类细胞周期依赖性蛋白激酶(CDK9)小分子抑制剂,采用分子对接方法研究了该类小分子与CDK9的结合作用,结果表明,分子构象、氢键形成、疏水性和氨基酸残基Cys106在此类抑制剂与CDK9的结合过程中具有重要作用.在配体叠合的基础上,运用比较分子力场分析(Co MFA)、比较分子相似性指数分析(Co MSIA)和Topomer Co MFA(T-COMFA)研究了分子结构与抑制活性的关系,发现由训练集立体场、静电场和疏水场组合的Co MSIA模型为最优模型,其内部交叉验证相关系数(Q2=0.557)、非交叉验证相关系数(R2=0.959)和外部预测相关系数(r2=0.863)具有统计学意义,该模型的三维等值线图直观显示了化合物的活性与其三维结构的关系.根据这些结果设计了10个具有新结构的含磷嘧啶类化合物,分子对接和分子动力学模拟结果表明,新化合物和CDK9的结合模式与原化合物64相同,自由能分析从理论上证明了新化合物64d的CDK9抑制活性优于化合物64,并且显示含磷基团与残基Asp109的静电场能在化合物与CDK9作用过程中有重要作用.     

两种组氨酸酰胺衍生物的合成及其与人血清白蛋白的结合

L-组氨酸对生物有机体有着良好的亲和能力,通过修饰其化学结构以期寻找药理活性和生物利用度高的衍生物。本文将L-组氨酸分别与反式肉桂酸和对甲氧基肉桂酸反应,合成了两种组氨酸酰胺类衍生物,利用傅里叶变换红外光谱、质谱、氢谱/碳谱核磁共振谱进行了结构表征。采用分子操作环境(MOE)软件分子对接技术、荧光光谱法、同步荧光光谱法(SFS)、紫外-可见光谱法(UV-Vis),共同研究了两种衍生物分别和人血清白蛋白(HSA)相结合的机理。MOE对接结果显示,这两种衍生物与HSA的模拟结合能分别为-13.82和-16.25 kcal/mol,主要是通过范德华力和疏水作用结合在HSA亚结构域ⅡA(即siteⅠ)的疏水腔内。荧光猝灭数据表明,衍生物与HSA相互作用并形成了新的基态配合物,荧光猝灭过程为静态猝灭;不同温度(300、305和310 K)下衍生物与HSA相互作用的结合常数分别为1.773×104、6.354×10~3、1.260×10~3和5.314×10~4、4.614×10~3、1.420×10~3;由热力学参数得到衍生物与HSA的结合过程是由范德华力驱动;SFS表明,衍生物使得HSA的二级结构发生了变化。结合UV-Vis的结果可以确定,在体外生理条件下,组氨酸酰胺类衍生物均可以通过范德华力与HSA结合,并对HSA内源荧光产生静态猝灭及构象影响,这与分子对接结果一致,从而为组氨酸酰胺类衍生物药物的进一步开发提供了参考。     

多溴联苯醚与人血清白蛋白相互作用的表面等离子体共振及分子对接

采用表面等离子体共振(SPR)技术, 在模拟生理条件下实时动态研究了8种典型多溴联苯醚(PBDEs)与人血清白蛋白(HSA)相互作用的动力学和热力学行为. 通过分子对接模拟研究了PBDEs与HSA相互作用的分子机制, 探讨了不同PBDEs与蛋白的结合模式及作用力. 动力学实验结果表明, PBDEs中溴原子的个数和取代位置对相互作用有规律性的影响. 溴原子通过改变PBDEs分子与HSA作用过程中的解离速率来影响其亲和力, 溴原子个数越多, PBDEs与HSA作用的亲和力越强; 而取代基位置则影响PBDEs与HSA作用结合速率的快慢, 同分异构体中间位取代溴的亲和力大于邻位取代溴. 分子对接结果显示, 8种PBDEs主要结合于HSA的Site I位点, 但结合位点周边氨基酸残基类型的差异影响了结合力. 范德华力和氢键对结合能的贡献远大于静电力.     

Studies on the interaction between docetaxel and human hemoglobin by spectroscopic analysis and molecular docking

The binding reaction between docetaxel (DTX) and human hemoglobin (HHb) was investigated systematically with various spectroscopic methods including fluorescence quenching technique, ultraviolet (UV)-vis absorption, synchronous fluorescence, circular dichroism (CD) and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. Analysis of fluorescence data showed that the quenching mechanism was the dynamic quenching and each protein had only one binding site for the drug. Two thermodynamic parameters, the enthalpy change and the entropy change were calculated to be 9.18 kJ mol(-1) and 116J mol(-1) K(-1), respectively, which suggested that hydrophobic interaction played a major role in the binding reaction. The results from different spectroscopic methods also showed that DTX could induce conformational changes of HHb. The molecular docking simulation demonstrated that DTX was located in the central cavity of HHb.     

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.     

DCN1-UBE2M相互作用抑制剂的3D-QSAR、分子对接和分子动力学研究

类泛素化是一种蛋白质翻译后修饰,其异常会导致神经退行性疾病和多种肿瘤的发生,因此它被视为有希望的抗肿瘤靶标。研究表明,抑制DCN1-UBE2M相互作用可选择性阻遏类泛素化。本文基于哌啶基脲类DCN1-UBE2M相互作用抑制剂进行3D-QSAR、分子对接和分子动力学模拟研究。利用3D-QSAR中的CoMFA和CoMSIA方法构建了相关模型,其交叉验证系数q~2分别为0.686、0.682,拟合验证系数r~2分别为0.966、0.931,表明模型是可靠的且预测能力较好。接着运用分子对接分析哌啶基脲类化合物与DCN1的相互作用,结果表明,它们主要通过氢键和疏水作用与靶蛋白结合。通过分子动力学模拟研究进一步了解结合模型和验证对接结果。本文所得的研究结果可为今后此类化合物的结构优化提供有效信息。     

The Interaction Between Crystal Violet and Bovine Serum Albumin: Spectroscopic and Molecular Docking Investigations

The present work reported the investigations on the interaction between a triphenylmethane industrial dye—crystal violet (CV)—and bovine serum albumin (BSA) by spectroscopic methods and molecular docking calculation. The static quenching mechanism of the intrinsic fluorescence of BSA by CV was deduced by the fluorescence measurements and the ground-state complex formation was confirmed from the UV-vis spectra. The site maker competition binding experiments together with the molecular docking showed that the CV molecule specifically bound on the subdomain IIA of BSA. The obtained values of thermodynamic properties of binding suggested that the hydrophobic interaction was dominated as suggested by molecular docking results that the CV molecule was surrounded by hydrophobic amino acid residues. The conformation change of BSA in the binding process was detected by circular dichroism spectra and Fourier-transform infrared (FTIR) spectra and also reflected by the size change of BSA from the measurements by dynamic light scattering (DLS).