分子对接模拟法与多光谱法研究盐酸金霉素与胃蛋白酶的相互作用

摘要

通过荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法、三维荧光光谱法、圆二色谱法(CD)、同步荧光光谱法和分子对接模拟法等方法研究了CTC(金霉素)和PEP(胃蛋白霉)之间相互作用的机制.通过在不同温度下进行荧光强度测定,确定了CTC与PEP相互作用及相关的猝灭机制.通过实验结果计算出CTC与PEP的结合常数KA(298,303和308 K)为4.345×107,2.836×107和1.734×107 L·mol-1以及结合位点数n为1.618,1.587和1.555.n值接近于1,这意味着在PEP与CTC之间只有一个结合位点.基于热力学分析,计算得298 K的热力学参数:ΔH(-70.13 kJ·mol-1),ΔG(-43.57 kJ·mol-1)和 ΔS(-89.00 J·(mol·K)-1).由 ΔH<0和 ΔS<0可知范德华力和氢键是CTC和PEP之间的主要作用力,由 ΔG<0可知该反应自发进行.根据F?rster's偶极-偶极非辐射能量转移理论,计算得结合距离r=3.240 nm,证明CTC与PEP之间存在非辐射能量转移.分子对接模拟表明,CTC与PEP的结合位置在PEP的活性中心凹槽内,CTC与PEP的氨基酸残基VAL30,SER35,TYR189,THR74,THR77,GLY78和LEU112之间存在范德华力;CTC和GLU13,GLY217,ASP32,ASP215和GLY76等残基之间存在氢键作用力;CTC还与PEP的氨基酸残基TYR75存在疏水作用力.各种作用力使CTC和PEP形成稳定的复合物.通过紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱和三维荧光光谱等技术分析,可知CTC使PEP中的色氨酸(Trp)氨基酸残基周围环境极性增强,疏水性减弱,亲水性增强,导致PEP二级结构发生改变.圆二色谱图则表明CTC改变了PEP的部分二级结构,PEP中的α-螺旋结构的含量从11.6% 增加到21.0%,β-折叠结构的含量从47.3% 降至28.2%,β-转角(β-Turn)结构的含量从19.6% 增加到24.2%,无规则结构(Random coil)的含量从27.6% 增加到34.2%,表明CTC对PEP发生了相互作用,改变了PEP周围的微环境,导致PEP的二级结构发生变化.本研究结果有助于了解CTC与PEP的结合机理,为CTC的合理使用提供了重要依据.