熒光探針在生物大分子與藥物結(jié)合機(jī)理中的研究與應(yīng)用.pdf

1、藥物與生物大分子之間的結(jié)合機(jī)理和作用機(jī)理是藥學(xué)科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)重要的組成部分。藥物在人體中的結(jié)合部位和作用機(jī)理直接影響著藥物對(duì)疾病的治療作用。因此，在模擬人體環(huán)境條件下研究藥物與生物大分子的結(jié)合部位和作用機(jī)理是十分必要的，也可以確保人們用藥的安全、合理和有效。近年來(lái)光度法在有機(jī)分析和生命科學(xué)研究中的應(yīng)用已呈上升之勢(shì)。從所發(fā)表的文獻(xiàn)來(lái)看，有機(jī)顯色劑的應(yīng)用已從無(wú)機(jī)分析領(lǐng)域擴(kuò)大到生命活性物質(zhì)(抗體、核酸、蛋白質(zhì)、氨基酸等)和環(huán)境污染物的形態(tài)分析

2、。然而，有些藥物與生物大分子結(jié)合沒(méi)有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象不明顯，不能直接測(cè)得或推導(dǎo)出所需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。熒光探針?lè)梢员容^好地解決這個(gè)問(wèn)題，熒光探針?lè)ň褪抢眉尤氲乃幬锱c探針?lè)肿幼饔檬沟蒙锎蠓肿踊蛱结樂(lè)肿拥臒晒獍l(fā)生變化來(lái)研究藥物分子與生物大分子之間的作用機(jī)理，從而進(jìn)一步了解藥物分子在人體中的作用機(jī)理。藥物的療效與其不良反應(yīng)是矛盾的兩個(gè)方面，如何提高藥物的治療指數(shù)，是一個(gè)倍受關(guān)注的問(wèn)題。近年來(lái)開(kāi)展的靶向藥物研究，是將具有一定療效的藥物與合適

3、的載體，經(jīng)化學(xué)方法結(jié)合為靶向藥物，根據(jù)機(jī)體某些生理功能的特性，有選擇性的將藥物傳遞到治療部位。從而增加了藥物的治療作用，減少了因藥物全身分布所產(chǎn)生的不良反應(yīng)。目前所采用的載體大都為機(jī)體內(nèi)源性或化學(xué)合成的大分子物質(zhì)，如白蛋白、抗體、糖蛋白、葡聚糖或多聚氨基酸等。在應(yīng)用方面都有特殊的要求，如溶解度、穩(wěn)定性、純度、內(nèi)在毒性、降解性、抗原性以及與小分子藥物結(jié)合的難易程度等。 近年來(lái)，分子熒光探針被廣泛地應(yīng)用在研究蛋白質(zhì)等生物大分子接觸面

4、發(fā)生的表面誘導(dǎo)的構(gòu)象變化。從生物藥物學(xué)的觀點(diǎn)看，血清白蛋白是血漿中最為豐富的蛋白質(zhì)，它能與許多內(nèi)源及外源性化合物結(jié)合，起到存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)運(yùn)的作用，白蛋白最重要的生物功能之一就是它運(yùn)輸藥物的能力；并且進(jìn)行了大量的表征白蛋白的結(jié)合能力和結(jié)合點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)。表征的過(guò)程是基于直接觀測(cè)白蛋白與其它物質(zhì)結(jié)合而發(fā)生的物理化學(xué)性質(zhì)的變化，直接分析法；或者是分離白蛋白與其它物質(zhì)結(jié)合物觀察白蛋白發(fā)生的物理化學(xué)性質(zhì)的變化，間接分析法。在直接分析法中，熒光分析法被廣泛地應(yīng)

5、用并且被認(rèn)為是優(yōu)于間接分析法(如平衡動(dòng)態(tài)滲透法，超濾法凝膠過(guò)濾法)，這是因?yàn)樗鼪](méi)有破壞結(jié)合的平衡，最接近反應(yīng)的真實(shí)存在。本論文利用熒光探針?lè)ㄑ芯克幬锓肿优c生物大分子的結(jié)合部位和作用機(jī)理，從而進(jìn)一步了解和研究藥物在人體中的作用機(jī)理和發(fā)揮藥效的途徑。主要是利用生物大分子、熒光探針?lè)肿雍退幬锓肿又g的結(jié)合作用引起的熒光變化來(lái)研究反應(yīng)的結(jié)合常數(shù)、結(jié)合部位、結(jié)合點(diǎn)數(shù)和能量轉(zhuǎn)移等參數(shù)，進(jìn)而得到它們之間的作用機(jī)理。 論文第一章綜述了藥物分子與

6、生物大分子之間作用的研究與應(yīng)用，及熒光探針?lè)ㄔ谠擃I(lǐng)域的應(yīng)用及展望。 論文第二章根據(jù)伊文思藍(lán)(Evans blue，EB)對(duì)牛血清白蛋白(Bovine serum albumin，BSA)熒光的猝滅現(xiàn)象，利用熒光光譜和紫外-可見(jiàn)吸收光譜研究了伊文思藍(lán)猝滅牛血清白蛋白的反應(yīng)。當(dāng)用264nm激發(fā)時(shí)，牛血清白蛋白的最大發(fā)射波長(zhǎng)位于340nm。伊文思藍(lán)與牛血清白蛋白相互作用，使牛血清白蛋白發(fā)生熒光猝滅，根據(jù)Stem-Volmer方程和熒光

7、壽命研究了熒光猝滅的類型及機(jī)理，其猝滅機(jī)理是靜態(tài)猝滅，即伊文思藍(lán)和牛血清白蛋白形成了一種穩(wěn)定的復(fù)合物。通過(guò)實(shí)驗(yàn)求算了伊文思藍(lán)與牛血清白蛋白的結(jié)合常數(shù)KBSA．EB=1.122×106Lmol-1和結(jié)合點(diǎn)數(shù)，n=0.994。根據(jù)Fórster非輻射能量轉(zhuǎn)移理論，分別得到伊文思藍(lán)與牛血清白蛋白之間的能量轉(zhuǎn)移效率為0.276和距離為3.14nm。同時(shí)，根據(jù)同步熒光光譜得出牛血清白蛋白的熒光主要是由色氨酸殘基引起的。最后，實(shí)驗(yàn)證明伊文思藍(lán)與牛血

8、清白蛋白之間的猝滅反應(yīng)過(guò)程和猝滅機(jī)理與能量轉(zhuǎn)移有關(guān)。 論文第三章至第六章用伊文思藍(lán)作熒光探針?lè)謩e研究了慶大霉素(gentamicin)，萬(wàn)古霉素(vancomycin)，氨芐青霉素(ampicillin)，紅霉素(erythromycin)對(duì)牛血清白蛋白的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)。伊文思藍(lán)與牛血清白蛋白作用，使牛血清白蛋白熒光發(fā)生猝滅，根據(jù)Stem-Volmer方程及熒光壽命研究了熒光猝滅的類型及機(jī)理。結(jié)果表明，猝滅類型為靜態(tài)猝滅，即伊文思藍(lán)和