生物大分子和药物小分子相互作用及分子模拟研究

摘要

生物大分子是存在于生物体内的大分子物质，是构成生命的基础物质。随着科技的发展，人们也越来越多的对这种物质给予关注，生物大分子已经成为现代生物学、化学和医学中的重要的研究领域。研究有机分子与生物分子的相互作用对理解生物分子的结构和功能以及一些生物物理过程具有重要意义，并且能够获得许多有关药物行为的信息。
　　本文以分子光谱-紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及共振光散射光谱，并结合分子模拟进行了如下研究：
　　简述了研究药物小分子和生物大分子相互作用的重要意义，并概述了用于研究相互作用的一些常用的分析方法及其优缺点。
　　用光谱法研究了吡喃并[3，2-c]吡啶-5-酮衍生物与牛血清白蛋白之间的相互作用。通过对体系的荧光光谱、紫外-可见吸收光谱等方面的研究，结果表明：在pH为7.4的Tris-HCl缓冲溶液中，吡喃并[3，2-c]吡啶-5-酮衍生物与牛血清白蛋白之间为静态猝灭，两者之间的作用力类型主要为疏水作用力。分子对接表明，该衍生物可能位于血清白蛋白的疏水腔ⅡA处。
　　在模拟人体生理环境条件下，用荧光光谱，紫外-可见光谱，同步荧光光谱及三维荧光研究了烯效唑与人血清白蛋白的相互作用。通过荧光光谱，发现烯效哗对荧光有猝灭作用。作图得出不同温度下的结合位点数和结合常数判定其为静态猝灭。由热力学函数推断出其主要作用力类型为氢键和范德华力，由分子模拟得出烯效唑分子位于人血清白蛋白的疏水腔ⅢA处。
　　在pH=7.4的模拟人体生理环境条件下，测量戊唑醇与人血清白蛋白体系荧光光谱，发现荧光有增强趋势。用紫外-可见吸收光谱初步推断了戊唑醇与HSA相互作用的机理。用荧光增强公式进行运算，得出结合常数K值。用热力学参数焓变(△H)和熵变(△S)推断出两者之间的作用力类型主要为静电引力。结合紫外光谱、同步荧光光谱和三维荧光探讨了戊唑醇对人血清白蛋白构像的影响。用分子对接进一步辅证。分子模拟对二者相互作用的研究表明，戊唑醇分子位于血清白蛋白的疏水腔ⅡA处。
　　研究了在模拟人体生理环境的条件下，苯并咪唑衍生物MTC与脱氧核糖核酸的作用机制。通过荧光光谱的不断增强和紫外-可见光谱的吸收峰红移，吸光度减小及等电点等标志性光谱特征得出，MTC与DNA之间存在嵌插作用；偏振、粘度、盐效应和电化学等实验结果证明二者之间的作用力是以静电引力为主；另外，盐效应排除了沟槽作用的可能性。据此，在Britton-Robinson缓冲溶液下，苯并咪唑衍生物MTC和脱氧核糖核酸之间存在着嵌插作用和静电作用。