同步荧光光谱法结合分子对接研究金雀花碱与牛血清白蛋白间相互作用

金雀花碱(Cy)是一种生物碱,主要存在于豆科毒豆属植物种子中。Cy具有较强的生物活性,特别是作为戒烟药物已得到广泛应用。在模拟生理条件下,应用荧光光谱法研究了Cy同牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用以及Cy猝灭BSA荧光发射的机理。详细考查了水浴温度、水浴时间以及溶液pH等因素对荧光猝灭的影响,并且通过Stem-Volmer方程计算了Cy与BSA间的结合类型、结合位点数目以及结合常数。结果表明,Cy与BSA可形成摩尔比为1∶1的非共价复合物,其结合常数为5.6×103,其猝灭类型为静态猝灭。同步荧光光谱研究结果表明,Cy的结合主要影响BSA 的Trp残基的荧光发射。进一步应用分子对接研究表明,氢键与疏水作用是Cy与BSA形成复合物的主要推动力。Cy与BSA中Trp213及其周围的氨基酸残基间存在氢键与疏水作用,这种作用将改变Trp213所处微环境的疏水情况,从而导致BSA的荧光发生猝灭。     

荧光光谱法研究阿莫西林与牛血清白蛋白的相互作用

本文采用分子荧光光谱法对阿莫西林与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用进行了研究,得知阿莫西林对BSA有猝灭作用,其猝灭方式为静态猝灭,并求出了猝灭常数,结合常数及结合位点数.通过298K和310K时的实验数据求出热力学参数△H、△G和△S,结果表明阿莫西林主要通过氢键和范德华力与BSA之间结合.     

山姜素与脱氧核糖核酸的相互识别研究

应用荧光光谱法及紫外-可见光谱法研究了生理条件下(pH 7.4)山姜素(ALP)与DNA分子之间的相互识别。考察了不同温度下(25,32和39 ℃),DNA对山姜素荧光猝灭情况。实验发现, DNA能猝灭山姜素的内源性荧光,随着温度的升高,荧光猝灭常数K_SV逐渐减小(K_SV分别为3.288×103, 2.923×103和2.467×103 L·mol-1),并且DNA对山姜素的猝灭速率常数K_q要大于药物小分子与生物大分子之间的最大扩散所控制的碰撞猝灭常数,得出DNA对山姜素的荧光猝灭是单一的静态猝灭过程。DNA与山姜素相互作用紫外-可见光谱显示,DNA不能使得山姜素的吸收峰发生减色效应和红移现象,而山姜素也不能使溴化乙锭-DNA体系的荧光强度及最大荧光峰位置发生变化,即山姜素不和溴化乙锭竞争与DNA的结合位点。DNA热变性实验发现,解链DNA对山姜素的荧光猝灭程度要大于正常DNA的猝灭程度,由此推断山姜素与DNA不存在嵌插作用。同时,I-离子效应和盐效应表明,山姜素与DNA之间主要以沟槽模式相结合。     

光谱法研究染料木素与人血清白蛋白的相互作用

用荧光猝灭光谱、同步荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了染料木素与人血清白蛋白(HSA)的相互作用。结果表明染料木素对HSA的荧光猝灭作用属于二者形成复合物所引起的静态猝灭;利用Stern-Volmer方程处理实验数据,得到染料木素与HSA之间的结合常数K_A为1.00×106(27 ℃),1.66×106(37 ℃)和5.25×106(47 ℃)。根据Frster非辐射能量转移理论,求出了染料木素与HSA之间的结合距离为2.59 nm(27 ℃),2.65 nm(37 ℃)和2.90 nm(47 ℃)。通过计算热力学参数,可知该药物与人血清白蛋白的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,且二者之间的主要作用力类型为静电引力,同时用同步荧光光谱探讨了染料木素对HSA构象的影响。     

环丙沙星、氧氟沙星同时与牛血清白蛋白分子作用的荧光光谱

在pH=7.40的水溶液中,环丙沙星(CPFX)、氧氟沙星(OFLX)能够猝灭牛血清白蛋白(BSA)的荧光。当两种药物共存时BSA荧光被进一步猝灭。据此建立了利用荧光发光光谱法进行喹诺酮类药物CPFX与OFLX间相互作用的研究。结果表明:药物间存在相互作用,使药物与蛋白间的结合常数减小、结合稳定性下降,游离型药物含量增加,造成药效增强;药物对蛋白荧光的猝灭属于静态猝灭,药物与蛋白结合位点数约为1。根据Frster非辐射能量转移理论,确定了药物与蛋白之间的结合距离r7nm,属于非辐射能量转移。药物间的相互作用使r值增加,结合距离增大。同步荧光光谱研究表明药物间的相互作用对蛋白构象产生影响,使蛋白质分子伸展,疏水性降低。     

荧光光谱法研究奥美拉唑和埃索美拉唑与牛血清白蛋白的相互作用

首次应用荧光光谱法研究外消旋体奥美拉唑和其中的一个单体S-奥美拉唑(埃索美拉唑)分别与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用机制的异同.利用荧光猝灭反应求出了在pH7.4、pH8.0、pH9.0这三种环境中两个药物结合常数KA和结合位点数n,进一步根据热力学参数判断出它们的主要作用力类型.发现两个药物引起的BSA内源荧光的猝灭均是由静态猝灭引起的.在相同情况下埃索美拉唑对BSA的结合能力强于奥美拉唑,结合位点数部是1.两种药物分子与BSA之间的作用力类型主要为疏水作用力和静电作用力.可以得出结论:两个药物除了结合常数的差异外并无不同.     

苯酚磺酞类酸性染料与人血清白蛋白的结合

在人体条件下 ,用荧光光谱法研究了苯酚磺酞类酸性染料苯酚红、甲酚红、氯酚红、溴甲酚紫、间甲酚紫与人血清白蛋白 (HSA)之间的相互作用。实验表明 :苯酚磺酞类酸性染料对人血清白蛋白的荧光有较强的猝灭作用 ,其荧光猝灭主要为静态猝灭 ,从荧光猝灭结果求得不同温度下各染料与HSA的结合常数K ,发现染料取代基的引入使K值增大 ,且随反应温度上升K值下降。由染料与HSA反应焓变、熵变 ,确定染料与HSA的结合主要是静电引力。依据非辐射能量转移机理 ,探讨了不同温度下该类染料与HSA相互结合时 ,其给体 受体间距离和能量转移效率。进一步证实了该类反应为单一静态猝灭过程 ,且阐明了其猝灭机理是通过能量转移产生的。     

荧光光谱法研究咖啡因与肌红蛋白的相互作用

采用荧光光谱法在生理pH 7.4条件下研究了药物咖啡因与肌红蛋白分子间的相互作用,表明这种相互作用能使肌红蛋白的内源荧光猝灭。通过猝灭常数,结合常数和结合位点数的计算,证明此猝灭为静态猝灭机制。咖啡因和肌红蛋白形成1∶1稳定配合物,形成常数(18 ℃)K_A=1.82×104 L·mol-1;根据热力学参数确定了它们之间的主要作用力为疏水力和静电力。利用同步荧光光谱法研究了咖啡因对肌红蛋白构象的影响。咖啡因能使肌红蛋白的构象发生改变,导致蛋白质分子中色氨酸和酪氨酸残基所处微环境由原来的疏水环境不同程度地向亲水环境转变。     

吲哚美辛与牛血清白蛋白结合作用的研究

应用紫外光谱和荧光光谱研究了生理条件下吲哚美辛与牛血清白蛋白的相互作用机理,确定静态猝灭和非辐射能量转移是导致吲哚美辛对BSA荧光猝灭的两大原因。利用荧光猝灭反应求得药物与牛血清白蛋白之间的结合常数和结合位点数,根据热力学参数确定它们之间的作用力类型,依据能量转移理论计算二者相互结合时给体-受体间的距离和能量转移效率,结合紫外吸收光谱和荧光光谱结果, 探讨了吲哚美辛与牛血清白蛋白的相互作用模式。     

奥硝唑对映体与牛血清白蛋白的相互作用研究

利用荧光光谱法分别研究了S-奥硝唑(S-ONZ)和R-奥硝唑(R-ONZ)与牛血清白蛋白(BSA)相互作用机制。结果表明S-ONZ和R-ONZ均能猝灭BSA的荧光,属于静态猝灭。根据Stern-Volmer方程和结合反应方程式分别计算出了反映药物与BSA作用机制的参数:猝灭常数KSV,结合常数KA,结合位点数n。由求得的热力学参数(ΔH、ΔS和ΔG)判断了药物与BSA之间作用力主要类型为静电作用。此外,本文同时考察了溶液pH值和异丙醇对药物和BSA之间作用力类型及作用强度的影响。实验方法简便、快速,实验结果初步阐明药物与BSA作用机制,有助于解释奥硝唑不同对映体的药效差异。     

基于功能性核酸识别的荧光各向异性分析方法与应用

荧光各向异性方法又称荧光偏振法,基于相互作用的分子结合前后发射光退偏振的不同而实现对相互作用的研究或对目标物的检测。20世纪50年代Gregorio Weber用荧光各向异性法研究了氮磺酰氯与牛血清白蛋白和卵清白蛋白的作用,开启了该方法在生物化学研究中应用的先河。而20世纪90年代开始的功能性核酸(FNAs,包括核酸适配体和核酸酶等)的发现与合成,使基于功能性核酸的传感得到了广泛的应用。核酸适配体能够特异性识别目标分子,基于核酸识别的荧光各向异性分析方法具有高选择性、高灵敏度、高通量等优势,在研究蛋白质、核酸和小分子的相互作用中起到重要作用,然而如何提高结合前后的荧光各向异性信号变化,尤其是小分子识别前后,在基于功能性核酸识别的分析方法发展中是一个挑战。介绍了基于功能性核酸识别的荧光各向异性的方法应用于检测蛋白质、核酸及其他在生命活动中起重要作用的小分子的基本原理及设计理念。     

荧光光谱法测定核酸的研究

研究了花菁Ⅱ与核酸的相互作用,发现在核酸的存在下,花菁Ⅱ的荧光被明显地猝灭,且猝灭程度与核酸的浓度存在良好的线性关系.     

西那沙星与牛血清白蛋白的相互作用及共存金属离子影响的研究

应用荧光光谱法、紫外分光光度法研究了在不同酸度、温度条件下,西那沙星(Sinafloxacin)与牛血清白蛋白(bovine serum albumins,BSA)的相互作用,研究表明：西那沙星对BSA内源荧光的猝灭机制属于形成复合物所引起的静态猝灭,利用荧光猝灭双倒数图计算了西那沙星与牛血清白蛋白之间的结合常数K_D,根据Fōrster非辐射能量转移理论计算出西那沙星与牛血清白蛋白结合时授体-受体间的结合距离r=3.64 nm、能量转移效率E=0.163,表明两者之间有较强的作用,并根据热力学参数确定了西那沙星与牛血清白蛋白之间的主要作用力类型为静电作用力,同时采用同步荧光、三维荧光技术考察了西那沙星对BSA构象的影响。此外,讨论了共存Cu2+,Fe3+,Zn2+,Mg2+对西那沙星与BSA结合作用的影响。为探讨西那沙星在生物体内与蛋白质的作用机理和生物学效应提供了理论依据。     

共振光散射探针在核酸分析中的应用

核酸是生命现象的物质基础,核酸的分析测定在医学和生物学研究中有重要的意义.共振光散射技术是研究小分子物质与核酸发生作用并形成聚集体后的灵敏探测技术.本综述引用了32篇文献,介绍了近年来共振光散射探针在核酸分析中的研究进展,并评价了各种方法的优劣.     

共振光散射技术测定核酸的研究进展

核酸分析是生命科学研究中最重要的技术之一。目前主要是应用核酸内源紫外吸收光谱的紫外分光光度法和基于荧光探针分子与核酸相互作用的荧光分光光度法。紫外分光光度法灵敏度低 ,荧光分光光度法试剂昂贵 ,有毒性。近年来 ,共振光散射技术在核酸分析中的应用得到了迅速的发展。核酸的共振光散射分析方法可以用普通的荧光分光光度计进行测定 ,应用安全、便宜的试剂获得很高的灵敏度。简要介绍了共振光散射分析的基本原理 ,并对近年来利用共振光散射技术分析核酸的研究进行了评述。内容主要包括利用有机染料分子作为核酸的共振光散射探针的分析方法 ;基于阳离子表面活性剂、金属离子及其络合物以及药物与核酸相互作用的分析方法 ;核酸形成大粒子的散射分析方法。     

Characterization of the Binding of Metoprolol Tartrate and Guaifenesin Drugs to Human Serum Albumin and Human Hemoglobin Proteins by Fluorescence and Circular Dichroism Spectroscopy

The interactions of metoprolol tartrate (MPT) and guaifenesin (GF) drugs with human serum albumin (HSA) and human hemoglobin (HMG) proteins at pH?7.4 were studied by fluorescence and circular dichroism (CD) spectroscopy. Drugs quenched the fluorescence spectra of HSA and HMG proteins through a static quenching mechanism. For each protein-drug system, the values of Stern-Volmer quenching constant, bimolecular quenching constant, binding constant and number of binding site on the protein molecules were determined at 288.15, 298.15, 310.15 and 318.15 K. It was found that the binding constants of HSA-MPT and HSA-GF systems were smaller than those of HMG-MPT and HMG-GF systems. For both drugs, the affinity of HMG was much higher than that of HSA. An increase in temperature caused a negative effect on the binding reactions. The number of binding site on blood proteins for MPT and GF drugs was approximately one. Thermodynamic parameters showed that MPT interacted with HSA through electrostatic attraction forces. However, hydrogen bonds and van der Waals forces were the main interaction forces in the formation of HSA-GF, HMG-MPT and HMG-GF complexes. The binding processes between protein and drug molecules were exothermic and spontaneous owing to negative ?H and ?G values, respectively. The values of binding distance between protein and drug molecules were calculated from Förster resonance energy transfer theory. It was found from CD analysis that the bindings of MPT and GF drugs to HSA and HMG proteins altered the secondary structure of HSA and HMG proteins.     

光谱法和分子对接研究红斑红曲胺与牛血清白蛋白相互作用

近年来,随着对红曲色素的深入研究,其越来越多的功能活性被发现,但其某些致毒作用也使红曲色素的安全性受到了质疑。因此,阐明红曲色素在人体中与大分子的相互作用对深入研究其转运代谢及毒副作用具有重要作用。光谱法是研究溶液中小分子与蛋白质相互作用的一种有效方法,其具有灵敏度高、选择性强、用样量少、方法简单等优点,在研究中得到越来越广泛的应用。为探究红曲色素在体内的转运机制和血液中与转运蛋白的相互作用,本研究首次用红斑红曲胺(Rubropunctamine,Rub）作为红曲色素的典型代表与牛血清白蛋白（bovine serum albumin, BSA）相互作用。利用内源荧光光谱、同步荧光光谱探究不同浓度的Rub对BSA的荧光猝灭作用,采用Stern-Volmer方程、Lineweaver-Burk函数和Van’t-Hoff方程对不同温度下BSA与Rub作用后在λ_EX/λ_EM(280.0 nm/340.0 nm)（λ_EX/λ_EM表示荧光的激发波长和发射波长）的内源荧光强度值确定二者作用类型、结合位点数及相互作用机理,进一步利用圆二色谱定量测定了Rub的结合对BSA二级结构影响,最后运用软件Discovery Studio2.5对Rub与BSA的相互结合进行分子对接模拟。结果显示：(1) Rub对BSA具有较强的内源荧光猝灭效果,在λ_EX/λ_EM(280.0 nm/340.0 nm)的荧光强度下降306.1,发射波长由338.6 nm蓝移到331.8 nm,同步荧光显示荧光猝灭主要发生在色氨酸残基上。(2)Stern-Volmer方程计算得到动态猝灭速率常数K_q为2.335×1012 L·(mol·s)-1,远大于此类型允许的最大扩散碰撞常数2.0×1010 L·(mol·s)-1,判定该猝灭是单纯的静态猝灭过程。利用Lineweaver-Burk函数计算得到静态猝灭速率常数K_q随温度升高而减小,即该复合物在温度升高时变得不稳定。(3)利用等式lg[(F₀-F)/F]=lgK₀＋nlgc_Q得到两者结合常数可达103 L·mol-1以上,结合位点数近似为1,且随着温度增加表观结合常数变小。(4)不同温度下Van’t-Hoff方程计算得到ΔH,ΔS,ΔG都小于0,则该相互作用能自发进行且氢键和范德华力是其主要的相互作用力。(5)圆二色谱测得BSA与Rub结合后二级结构中α-螺旋含量由29.4%降至20.2%;β-折叠由39.9%上升到50.7%;β-转角由6.5%下降到3.5%;无规则卷曲由24.2%上升到25.6%。(6)分子对接发现Rub结合点位于 BSA中由Arg458,Asp108,Glu424和Ser428等氨基酸形成的口袋内,与Arg458有范德华力作用,与Arg144形成分子内氢键,影响到Trp213微环境。     

荧光光谱法研究乙酰水杨酸和牛血清蛋白的相互作用

应用荧光光谱法研究了乙酰水杨酸和牛血清蛋白(BSA)分子间的相互作用。研究表明乙酰水杨酸可猝灭BSA的荧光,同时自身的荧光增强并存在一个等发射点,表明两者之间形成稳定的复合物并发生能量转移。乙酰水杨酸和BSA分子间的结合常数为1.35×103,结合数0.87,静电引力是结合反应的主要的作用力。同时观察了乙酰水杨酸的加入对BSA构象的影响。     

停流荧光法研究牛血清白蛋白和叶酸反应动力学

叶酸属于B族维生素,作为生物体内转移一碳单位酶系中的辅酶,与其他维生素相互作用,共同维持体内红细胞的稳定,对氨基酸之间的转化、细胞的分裂生长,蛋白质合成的反应都有重要意义。药物半衰期、峰浓度和反应速度常数是研究药代动力学的重要参数,实验运用荧光分光光度计和停流光谱分析仪研究了仿生环境下牛血清白蛋白和叶酸反应的动力学参数,为叶酸相关的药物代谢参数提供参考。结果表明：利用Stern-Volmer方程处理荧光猝灭实验数据,得到25, 30和37 ℃下叶酸对牛血清白蛋白内源荧光的静态猝灭常数分别为2.455×1010,4.900×1010和6.427×1010 L·mol-1·s-1;动力学反应速率常数的计算结果表明不同温度、pH值和缓冲介质下BSA和叶酸反应的速率常数都大于100 mol·L-1·s-1,阐明了BSA与叶酸之间的猝灭机理是通过形成复合物的静态猝灭过程;生理温度下,牛血清白蛋白浓度与其初始浓度满足二级反应公式,相关系数为0.998 7,药代半衰期t_1/2为0.059 s;反应的表观速率常数随着叶酸浓度的增加呈线性增加趋势,且叶酸催化牛血清白蛋白荧光猝灭的速率常数k_cat=3.174×105 mol·L-1·s-1。此外还测定了不同缓冲介质下牛血清白蛋白与叶酸相互作用的表观速率常数和反应速率常数,以此来探讨生理介质对于二者反应的影响,为确定临床用药方案、预测药物的疗效和毒性以及合理用药有着重要意义。     

不同巯基试剂修饰的CdTe量子点与BSA相互作用研究

修饰试剂对量子点的合成、性质具有重要的影响,但目前有关修饰试剂对量子点与蛋白质间相互作用的影响尚不清楚。采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及红外光谱研究了3种巯基化合物(巯基乙酸,TGA;L-半胱氨酸,L-Cys;还原型谷胱甘肽,GSH)修饰的CdTe量子点与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。通过Stern-Volmer方程对数据进行了分析,得到了不同CdTe量子点与BSA相互作用过程的ΔHθ,ΔGθ和ΔSθ,并比较了CdTe量子点的不同修饰剂对BSA荧光猝灭的影响。研究结果表明,3种修饰试剂包覆的CdTe量子点与BSA的相互作用均为静态猝灭过程,猝灭常数KSV(L-Cys)KSV(TGA)≈KSV(GSH);TGA和L-Cys修饰的CdTe量子点与BSA的结合力主要为疏水作用力,而GSH修饰的量子点与其结合力既有氢键作用力又有疏水作用力;这些结果说明量子点与BSA的作用过程与量子点表面修饰试剂的类型有关。