阿托伐他汀钙及赖诺普利与牛血清白蛋白的相互作用的研究

摘要

本实验运用光谱法和分子模拟法相结合分别研究了阿托伐他汀钙(Atorvastatin Calcium，AC)、赖诺普利(Lisinopril，LP)与牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin，BSA)的相互作用机制。并了解能表征阿托伐他汀钙和赖诺普利对BSA的作用机理的关键参数，同时在分子理论水平上探讨这两种药物与BSA的对接模型和药物-BSA复合物的立体空间构象等，阐明其相互作用的本质。
　　论文采用荧光光谱法成功研究了阿托伐他汀钙、赖诺普利与BSA的猝灭机制、结合常数，结合位点数，结合位点，热力学常数，作用力类型，并考察了不同温度对结合常数的影响。根据大量实验数据分别计算了这两种药物与BSA结合过程的驱动力，研究结果显示:阿托伐他汀钙、赖诺普利的结合过程均为焓驱动过程。
　　探讨了阿托伐他汀钙、赖诺普利与BSA结合对BSA的二级结构的影响，本论文采用同步荧光光谱法(Synchronous FluorescenceSpectroscopy)以及圆二色谱法(Circular Dichroism，CD)从不同的角度进行研究。结果显示BSA与阿托伐他汀钙结合后，其二级结构发生了轻微改变，α-螺旋含量下降;而赖诺普利却不会使BSA的二级结构发生显著变化。
　　运用紫外光谱和荧光光谱相结合可以计算阿托伐他汀钙、赖诺普利与BSA上色氨酸(Trp)残基间的距离，研究结果显示:阿托伐他汀钙与Trp残基间距离分别为1.45nm，赖诺普利则是1.98nm。表明阿托伐他汀钙和赖诺普利与BSA发生非辐射能量转移。
　　此外，本论文还运用不同的理论方法和基组在Gaussian03W(Gaussian Inc.，Wallingford，USA)里分别优化了阿托伐他汀钙和赖诺普利的立体构型:用stability检验药物分子初始结构的稳定性，考察是否存在波函数内部扰动和自旋污染。选择合适的计算方法和基组优化药物分子，以生成焓(HF)、虚频、键能和键角变化等参数表征是否已将药物优化至能量最小化。
　　经Gaussian03W优化的阿托伐他汀钙和赖诺普利分子通过对接软件AutoDock4.2(The Scripps Research Institute，USA)与BSA进行模拟对接，以研究药物分子与BSA的相互作用，探索药物分子在BSA相应结合位点上的特异性识别机制。研究结果显示:阿托伐他汀钙结合在BSA的SiteⅠ位点，而赖诺普利与BSA的结合位点则是SiteⅡ。该模拟结果与实验数据一致。进一步分析可以看到阿托伐他汀钙、赖诺普利都与BSA残基间存在氢键。表明阿托伐他汀钙和赖诺普利与BSA结合的关键是氢键作用、范德华力。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 他汀类药物的结构和特征

1．1．1 抗高脂蛋白血症药物及其分类

1．1．2 阿托伐他汀钙的结构和特征

1．1．3 阿托伐他汀钙的生物活性

1．2 普利类药物的结构和特征

1．2．1 抗高血压药物及其分类

1．2．2 赖诺普利的结构和特征

1．3 BSA的结构、特征及研究现状

1．4 研究药物与蛋白质相互作用的理论基础

1．4．1 结合常数及结合位点数

1．4．2 结合位点

1．4．3 热力学常数及作用力类型

1．4．4 蛋白质二级结构

1．5 分子模拟在药物与蛋白质相互作用研究中的应用

1．6 本论文的设计思想

第二章 阿托伐他汀钙与BSA的相互作用研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂和仪器

2．2．2 阿托伐他汀钙、牛血清蛋I刍(BSA)储备液的配制

2．2．3 荧光光谱

2．2．4 紫外-可见光谱

2．2．5 同步荧光光谱

2．2．6 圆二色谱

2．2．7 分子模拟

2．3 结果与讨论

2．3．1 阿托伐他汀钙对BSA的荧光猝灭分析

2．3．2 阿托伐他汀钙猝灭BSA荧光的猝灭机理

2．3．3 表观结合常数和结合位点数

2．3．4 阿托伐他汀钙与BSA结合的热力学参数和作用力类型

2．3．5 BSA和阿托伐他汀钙之间的能量转移

2．3．6 BSA构象的变化

2．3．7 圆二色谱

2．3．8 分子模拟

2．3．9 阿托伐他汀钙与BSA的结合位置

2．3．11 阿托伐他汀钙与BSA分子对接

2．3．12 阿托伐他汀钙与BSA对接结果分析

2．4 本章小结

第三章 赖诺普利与BSA的相互作用研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂和仪器

3．2．2 赖诺普利(Lisinopril)、牛血清蛋白(BSA)储备液的配制

3．2．3 荧光光谱

3．2．4 紫外-可见光谱

3．2．5 圆二色谱(CD)

3．2．6 分子模拟

3．3 结果与讨论

3．3．1 赖诺普利对BSA的荧光猝灭分析

3．3．2 赖诺普利猝灭BSA荧光的猝灭机理

3．3．3 表观结合常数和结合位点数

3．3．4 赖诺普利与BSA结合的热力学参数和作用力类型

3．3．5 BSA和赖诺普利之间的能量转移

3．3．6 BSA结象的变化

3．3．6 分子模拟

3．3．7 赖诺普利与BSA的结合位置

3．3．8 赖诺普利与BSA对接结果分析

3．4 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢