光谱法研究七种药物与蛋白质相互作用

摘要

血清白蛋白和胃蛋白酶在体内具有重要的生理功能。血清白蛋白可以结合、转运、代谢多种化合物，探讨血清白蛋白与天然小分子药物间的相互作用，能够了解两者之间的作用机制，有助于人们了解药物在体内的代谢过程。胃蛋白酶可以消化进入体内的多种物质，药物口服进入体内必定与胃蛋白酶接触，研究胃蛋白酶与小分子的结合，可以了解药物的分布、发挥药效的浓度等。所得结果可对临床用药、药代动力学及新药的开发具有重要的指导意义。
　　本文通过荧光猝灭法、同步荧光法及分子对接技术研究了七种天然小分子药物与血清蛋白和胃蛋白酶的结合性质，具体内容如下：
　　（1）在模拟生理条件下进行吴茱萸碱、吴茱萸次碱猝灭牛血清白蛋白和人血清白蛋白的荧光光谱实验，并根据相关方程研究了猝灭机理和结合模式。光谱测量结果表明，吴茱萸生物碱具有很强的猝灭血清蛋白固有荧光的能力，且猝灭方式为静态猝灭，猝灭常数分别为：KSV,BSA-Evo=2.1×104 L/mol，KSV,HSA-Evo=2.1×104 L/mol，KSV,BSA-Rut=2.9×104 L/mol，KSV,HSA-Rut=2.0×104 L/mol。同步荧光光谱的结果表明，结合作用使血清蛋白的微环境和构象发生了变化。分子对接结果显示吴茱萸生物碱结合在血清白蛋白的Trp残基附近。
　　（2）通过荧光光谱技术在pH=2、水浴温度为37℃条件下研究了金雀花碱与胃蛋白酶间的结合性质。结果显示金雀花碱可以猝灭胃蛋白酶的荧光，猝灭机制是一个静态猝灭的过程。在不同温度下测量了结合位点数 n和表观结合常数KA。计算热力学参数△H、△S和△G表明范德华力和氢键在两者的相互作用中起主要作用。同步荧光光谱表明两者的结合作用可以对色氨酸残基的微环境造成影响并诱导胃蛋白酶的构象发生变化。此外，分子对接结果表明金雀花碱进入胃蛋白酶表面氨基酸形成的空腔内，并与 Tyr189之间形成氢键，证明了金雀花碱与胃蛋白酶间的相互作用。
　　（3）在模拟生理条件下研究了天然小分子漆黄素与胃蛋白酶之间的相互作用。通过荧光光谱法确定漆黄素与胃蛋白酶的猝灭类型为静态猝灭，并计算得到了两者的猝灭常数KSV、结合常数KA及结合位点数n，且二者可形成1:1非共价复合物。热力学分析发现漆黄素与胃蛋白酶之间的主要作用力为氢键与范德华力。此外，分子对接结果表明漆黄素进入胃蛋白酶表面的空腔，与Asp32、Thr74和Ile128残基形成氢键作用，与Tyr75形成芳环堆砌作用，进而揭示了漆黄素与胃蛋白酶的结合模型。
　　（4）通过荧光光谱技术在pH=2、水浴温度为37℃条件下测定了柚皮素、柚皮苷、柚皮甙二氢查尔酮与胃蛋白酶的猝灭机制和结合模式。测量结果表明柚皮素、柚皮苷及柚皮甙二氢查尔酮均能猝灭胃蛋白酶的内源荧光，且均是静态猝灭过程。分析荧光数据可得到相关的结合信息，在37℃条件下，柚皮素、柚皮苷及柚皮甙二氢查尔酮与胃蛋白酶的结合常数分别为0.39×104 L/mol、0.45×105 L/mol和0.78×104 L/mol。负的焓变和负的熵变表明结合过程主要由氢键和范德华力主导。运用分子对接法揭示了柚皮素、柚皮苷及柚皮甙二氢查尔酮与胃蛋白酶可能的结合模型。柚皮素、柚皮苷均可以结合在胃蛋白酶表面的空腔内，而柚皮甙二氢查尔酮由于其分子量过大，只能结合在胃蛋白酶的表面。

目录

第一章绪论

1.1天然药物

1.2蛋白质的概述

1.3药物小分子与蛋白质相互作用的研究方法

1.4研究内容与意义

第二章吴茱萸碱、吴茱萸次碱与BSA/HSA的相互作用研究

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4本章小结

第三章金雀花碱与胃蛋白酶的相互作用研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章漆黄素与胃蛋白酶的相互作用研究

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章柚皮素、柚皮苷、柚皮甙二氢查尔酮与胃蛋白酶的相互作用研究

5.1引言

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.4本章小结

结论

参考文献

致谢

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