有機(jī)小分子與人血清白蛋白的相互作用研究.pdf

1、人血清白蛋白(HSA)是體內(nèi)含量最豐富的運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)。HSA有許多重要的生理學(xué)和藥理學(xué)功能，能與許多內(nèi)源和外源性物質(zhì)如脂肪酸、氨基酸、荷爾蒙、陰陽(yáng)離子和藥物等結(jié)合，起到存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)運(yùn)作用，因此，HSA已成為研究最廣泛的目標(biāo)蛋白之一。研究毒性物質(zhì)、藥物等小分子配體與HSA的相互作用機(jī)理和作用過(guò)程，在毒理學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)上具有重要意義。該領(lǐng)域已成為從事生命科學(xué)、化學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)科研工作者共同關(guān)注的課題之一。本論文基于開(kāi)展小分子與蛋白質(zhì)相互作用的重要意

2、義及國(guó)內(nèi)外研究趨勢(shì)，在前人工作的基礎(chǔ)上，綜合利用熒光光譜、紫外-可見(jiàn)吸收光譜、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和計(jì)算機(jī)分子模擬技術(shù)，從以下幾方面進(jìn)行了創(chuàng)新性研究： 1.研究了模擬勝利條件下有機(jī)毒物敵鼠和四種中藥活性組分(甘草次酸、槐角甙、異澤蘭黃素和5,7,4'-三羥基-6,3',5'-三甲氧基黃酮)與HSA的相互作用。根據(jù)Stern-Volmer方程和Scatchard方程研究了上述小分子與HSA結(jié)合的作用機(jī)理(包括熒光猝滅機(jī)理

3、、結(jié)合常數(shù)和結(jié)合位點(diǎn)數(shù))，討論了主要作用力類型。 2.研究了實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏離Stern-Volmer曲線的原因。 3.利用FTIR技術(shù)考察了小分子對(duì)HSA二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響，獲得了作用前后HSA二級(jí)結(jié)構(gòu)含量的變化值。 4.用計(jì)算機(jī)模擬方法研究了以上小分子與HSA的對(duì)接，獲得與實(shí)驗(yàn)一致的結(jié)果。 論文共分為五部分：第一章：簡(jiǎn)要介紹了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能和性質(zhì)；綜述了小分子物質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用的研究方法、研究現(xiàn)狀以及不同

4、小分子物質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用研究。 第二章：利用熒光光譜和紅外光譜研究了模擬生理?xiàng)l件下敵鼠(diphacinone)與人血清白蛋白(HSA)的相互作用。熒光測(cè)量結(jié)果顯示，敵鼠濃度為8.0×10-7～1.8×10-6molL-1和1.8×10-6～3.2×10-6molL-1時(shí)，Stern-Volmer方程具有兩段很好的線性，這兩段直線相交于Cdiphacinone/CHSA≈1.2，并偏向Y軸；在敵鼠實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，Scatcha

5、rd方程同樣具有兩段線性關(guān)系，說(shuō)明敵鼠是通過(guò)兩類結(jié)合部位與HSA結(jié)合。Cdiphacinone/CHSA＜1.2，結(jié)合位點(diǎn)數(shù)為1.1，Cdiphacinone/CHSA＞1.2時(shí)，結(jié)合位點(diǎn)數(shù)為1.8。紅外光譜分析說(shuō)明敵鼠使HSA的二級(jí)機(jī)構(gòu)發(fā)生了改變。計(jì)算機(jī)模擬以及熒光研究都說(shuō)明敵鼠與HSA的ⅡA子域即位點(diǎn)Ⅰ結(jié)合，它們之間的作用力主要為疏水作用結(jié)合。同時(shí)還研究了敵鼠與HSA之間的能量轉(zhuǎn)移。 第三章：利用光譜法和分子模擬研究了甘草次

6、酸與人血清白蛋白(HSA)的相互作用。研究結(jié)果表明，甘草次酸濃度為4.0×10-6～4.5×10-5molL-1時(shí)，Stern-Volmer曲線偏向X軸，其與HSA通過(guò)兩類結(jié)合部位結(jié)合，第一類結(jié)合部位結(jié)合位點(diǎn)數(shù)為0.45，第二類為0.75，且第一類結(jié)合部位的結(jié)合常數(shù)比第二類結(jié)合部位大。熱力學(xué)分析表明第一類結(jié)合部位主要作用力為范德華力，第二類結(jié)合部位主要作用力為靜電作用力。分子模擬研究顯示甘草次酸部分與HSA結(jié)合，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。紅外光譜

7、定量分析結(jié)果顯示，甘草次酸與HSA濃度比為3：1時(shí)，HSA的α-螺旋結(jié)構(gòu)減少了26.2％。 第四章：利用多種方法研究了模擬生理?xiàng)l件下槐角甙與人血清白蛋白的相互作用。研究結(jié)果表明，槐角甙通過(guò)靜態(tài)機(jī)理猝滅HSA的內(nèi)在熒光，且以單一結(jié)合部位與HSA相互作用。紅外光譜分析證明槐角甙使HSA的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，α-螺旋結(jié)構(gòu)減少。熱力學(xué)分析和分子模擬研究表明槐角甙與HSA的位點(diǎn)Ⅰ結(jié)合，槐角甙和HSA之間存在的主要作用力為疏水作用。

8、 第五章：利用紫外-可見(jiàn)吸收光譜、熒光光譜法、紅外光譜以及分子模擬方法研究了生物活性組分5,7,4'-三羥基-6,3',5'-三甲氧基黃酮和異澤蘭黃素與HSA的相互作用。計(jì)算了不同溫度下藥物與HSA相互作用的結(jié)合常數(shù)及位點(diǎn)數(shù)，定量分析了藥物對(duì)HSA二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響，并根據(jù)熱力學(xué)參數(shù)確定了藥物-HSA之間的作用力類型。研究結(jié)果表明，這兩種藥物與HSA之間具有單一的結(jié)合部位，結(jié)合常數(shù)隨著溫度升高而降低，熱力學(xué)分析可知，它們與HSA之間主要以疏