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多西环素与人血清白蛋白相互作用的研究

光谱学与光谱分析 2014年第5期34卷 1343-1347页

作者：胡涛英陈琳刘颖中央民族大学生命与环境科学学院北京100081 广东药学院药科学院广东广州510006 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心北京100081

将经典光谱法与内滤光校正、取代实验和分子对接等技术相结合,较全面地研究了多西环素(DC)与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用。通过荧光猝灭实验测得在298和310K时,DC与HSA的结合常数分别为2.73×105和0.74×105 L·mol-1,二者有一个... 详细信息

将经典光谱法与内滤光校正、取代实验和分子对接等技术相结合,较全面地研究了多西环素(DC)与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用。通过荧光猝灭实验测得在298和310K时,DC与HSA的结合常数分别为2.73×105和0.74×105 L·mol-1,二者有一个结合位点,表明DC与HSA间具有较强的结合作用,属于静态猝灭。根据Vant’Hoff公式计算的热力学参数(ΔH=-83.55kJ·mol-1,ΔS=-176.31J·mol-1·K-1)表明,两者间主要作用力为氢键和范德华力。根据Fster能量转移定律求得DC与HSA的Trp-214之间的结合距离为4.98nm。取代反应结果表明,DC键合在HSA的亚域IIA内。三维荧光光谱结果显示,DC使HSA疏水性增加,改变了HSA的构象。DC与HSA作用前后红外光谱二级结构的定量分析结果表明,DC能使HSA结构松散。分子对接技术进一步表明DC通过氢键和范德华力等键合在HSA的亚域IIA疏水腔中,结合距离与光谱法计算结果相近。实验结果为研究药物小分子与人血清白蛋白的相互作用提供了理论依据和可靠数据。

关键词：光谱法分子对接相互作用 HSA DC

光谱法和分子对接模拟技术研究异烟肼对人血清白蛋白和过氧化氢酶的特异性结合及抑制作用（英文）

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光谱学与光谱分析 2016年第11期36卷 3789-3795页

作者：王艺润方庆胡涛英刘颖中央民族大学生命与环境科学学院北京100081 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心北京100081

异烟肼(Isoniazid,INH)是最常用的一线抗结核药物之一。据报道,人体内高浓度的异烟肼可导致癫痫,肝功能衰竭,甚至死亡。因此,研究异烟肼对人血清白蛋白(HSA)和过氧化氢酶(CAT)的结构和活性的潜在结合影响有利于评估其毒性和副作用。在... 详细信息

异烟肼(Isoniazid,INH)是最常用的一线抗结核药物之一。据报道,人体内高浓度的异烟肼可导致癫痫,肝功能衰竭,甚至死亡。因此,研究异烟肼对人血清白蛋白(HSA)和过氧化氢酶(CAT)的结构和活性的潜在结合影响有利于评估其毒性和副作用。在模拟生理条件下,利用多种荧光光谱和分子对接技术研究INH与HSA和CAT之间的相互作用。所有荧光数据均进行了内滤光校正以获得更准确的结合参数。结果表明,INH-HSA和INH-CAT体系的猝灭常数(Ksv)随着温度的升高而降低,表明INH对HSA及CAT的荧光猝灭机理为静态猝灭。利用紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱、和圆二色(CD)光谱法研究了INH对HSA和CAT构象的影响。结果发现,INH可改变色氨酸残基的微环境并降低HSA和CAT中α-螺旋结构,导致蛋白质结构发生伸展,进而可能影响其生理功能。分子对接结果表明,INH与HSA的结合位点位于HSA的siteⅠ,ⅡA子域。INH可以进入CAT中β-折叠的桶状空腔,从而抑制CAT的活性。Hill系数结果表明,INH与左氧氟沙星(LVFX,一种安全有效的二线抗结核药物,与其他抗结核药物联合使用可以提高抗结核疗效)之间存在药物协同性,促进INH与HSA的相互作用。另外,CD光谱测定表明INH与LVFX的协同作用改变HSA的二级结构,使α-螺旋结构降低约7.9%。该研究探讨了INH与HSA和CAT之间的结合作用和毒性机制,为INH的安全使用提供重要依据。

关键词：异烟肼人血清白蛋白过氧化氢酶多光谱法分子对接

光谱法研究酒石酸乙酰异戊酰泰乐菌素与牛血清白蛋白的相互作用及Zn^(2+),Cu^(2+)的影响（英文）

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光谱学与光谱分析 2016年第7期36卷 2351-2357页

作者：邓凤玉胡涛英周珊珊刘颖中央民族大学生命与环境科学学院北京100081 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心北京100081

酒石酸乙酰异戊酰泰乐菌素(ATLL)是一种新的大环内酯类兽用抗菌药,研究ATLL与蛋白质的相互作用非常重要,这直接与ATLL在体内的药效相关。牛血清白蛋白(BSA)结构上与人血清白蛋白(HSA)同源,因此,常用它作研究药物与蛋白质相互作用的蛋白... 详细信息

酒石酸乙酰异戊酰泰乐菌素(ATLL)是一种新的大环内酯类兽用抗菌药,研究ATLL与蛋白质的相互作用非常重要,这直接与ATLL在体内的药效相关。牛血清白蛋白(BSA)结构上与人血清白蛋白(HSA)同源,因此,常用它作研究药物与蛋白质相互作用的蛋白模型。血液中有许多金属离子,已有关于体内单一离子对药物与蛋白质相互作用影响的研究,采用多光谱方法对ATLL与BSA相互作用及Zn^(2+)和Cu^(2+)的影响进行研究。结果表明,BSA的荧光猝灭属于静态猝灭,Zn^(2+)和Cu^(2+)分别使有效猝灭常数降低和增大。主要的相互作用力为氢键和疏水作用力。ATLL改变蛋白质色氨酸和酪氨酸的微环境极性。紫外光谱分析发现,Cu^(2+)可能是通过Cu^(2+)-ATLL复合物以金属离子架桥作用来影响ATLL与BSA的作用,Zn^(2+)可能通过与ATLL的竞争作用结合BSA。红外光谱分析表明,ATLL使BSA的β-折叠和α-螺旋结构向β-转角和无规卷曲转变。这些基础数据有助于阐明在生理条件下,有无Zn^(2+),Cu^(2+)时ATLL与BSA的相互作用机制及金属离子在药物与蛋白质作用过程中对蛋白质功能的影响。

关键词：酒石酸乙酰异戊酰泰乐菌素牛血清白蛋白金属离子光谱法

多光谱和分子模拟技术研究全氟十二酸与人血清白蛋白的相互作用（英文）

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光谱学与光谱分析 2016年第7期36卷 2330-2336页

作者：胡涛英王艺润周珊珊刘颖中央民族大学生命与环境科学学院北京100081 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心北京100081

全氟十二酸(PFDoA)是8~12个碳链的全氟烷酸(PFAAs)中毒性最强的新型环境污染物。已有大量研究表明PFAAs在环境中广泛积累,但对PFDoA与HSA的相互作用还处于起步阶段。本研究力争在模拟生理条件下,采用荧光猝灭法、分子模拟技术和圆二色... 详细信息

全氟十二酸(PFDoA)是8~12个碳链的全氟烷酸(PFAAs)中毒性最强的新型环境污染物。已有大量研究表明PFAAs在环境中广泛积累,但对PFDoA与HSA的相互作用还处于起步阶段。本研究力争在模拟生理条件下,采用荧光猝灭法、分子模拟技术和圆二色谱确定HSA与PFDoA的相互作用机理。研究结果表明,PFDoA对HSA的猝灭是动态猝灭与形成PFDoA-HSA基态复合物引起的猝灭共同作用的结果。计算得到的结合距离(r=3.65 nm)表明,PFDoA(受体)与HSA(供体)之间的相互作用发生了非辐射能量转移。取代反应结果表明,PFDoA键合在HSA的siteⅠ位点上。分子对接进一步研究了PFDoA与HSA作用的详细结合情况,表明PFDoA通过多种作用力结合在HSA的亚域IIA内,例如,PFDoA上的O 1原子主要通过极性键与HSA上的Arg 257和Ser 287残基结合。计算得到的最优对接能量为825.87 kJ·mol^(-1),表明PFDoA对HSA有较大的结合亲和力。同步荧光光谱和三维荧光光谱研究了PFDoA对HSA构象的影响,结果显示,与PFDoA结合后,色氨酸的微环境疏水性增加,HSA的构象也发生改变。PFDoA与HSA作用前后圆二色谱二级结构的定量分析结果表明,PFDoA-HSA复合物的形成使螺旋稳定性降低。该研究结-果为全氟烷酸与HSA的动力学研究提供了理论依据和可靠数据,并揭示了生物大分子与配体相互作用的化学本质。

关键词：全氟十二酸人血清白蛋白荧光光谱分子模拟圆二色谱

光谱法和分子对接法研究和比较两种全氟羧酸与人血清白蛋白的结合模式（英文）

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光谱学与光谱分析 2016年第8期36卷 2698-2704页

作者：胡涛英方庆金叶周珊珊刘颖中央民族大学生命与环境科学学院北京100081 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心北京100081

全氟羧酸(PFCAs)由于具有既亲水又疏水的表面活性剂特性,被广泛应用于工业和生活产品中。全氟十一酸(PFUnA)和全氟十三酸(PFTriA)是长链PFCAs类的典型代表,但近年来它们越来越频繁的在人体中检测到,并且发现表现出内分泌干扰效应、发育... 详细信息

全氟羧酸(PFCAs)由于具有既亲水又疏水的表面活性剂特性,被广泛应用于工业和生活产品中。全氟十一酸(PFUnA)和全氟十三酸(PFTriA)是长链PFCAs类的典型代表,但近年来它们越来越频繁的在人体中检测到,并且发现表现出内分泌干扰效应、发育毒性和致畸性。本文以光谱学和分子对接为基础,探索PFUnA和PFTriA与人体最丰富的蛋白人血清白蛋白(HSA)的结合模式。结果表明,PFUnA和PFTriA均通过动静态猝灭过程猝灭HSA的内源荧光,与HSA只有一个强亲和位点,且PFUnA与HSA的结合比PFTriA更紧密。根据热力学计算结果,可知PFUnA与HSA结合的焓变、熵变分别为-26.32 kJ·mol^(-1)和21.76 J·mol^(-1)·K^(-1),其结合作用主要依靠静电引力,而PFTriA主要通过范德华力和卤键与HSA结合,是放热熵减过程,其焓变和熵变分别为-39.69 kJ·mol^(-1)和-25.66 J·mol^(-1)·K^(-1)。计算得到的结合距离(r<8 nm)显示从HSA到PFUnA和PFTriA发生了非辐射能量转移。三维荧光光谱和圆二色谱表明,PFUnA和PFTriA与HSA的结合不仅可以改变HSA的构象和微环境,还可以引起α-螺旋稳定性降低。取代实验和分子对接进一步显示PFUnA和PFTriA通过极性键、疏水作用力和卤键等与HSA的亚域ⅡA疏水腔有高亲和性,且荧光团Trp残基处于结合位置中,进一步证明PFUnA和PFTriA可以猝灭HSA的荧光。本文研究结果为阐明长链PFCAs在机体内与血清蛋白的结合机理提供了完整可靠的数据,并为长链PFCAs的毒性评价和毒理学研究提供了理论依据。

关键词：全氟十一酸全氟十三酸人血清白蛋白光谱法分子对接

新型环境污染物与人血清白蛋白的相互作用研究

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新型环境污染物与人血清白蛋白的相互作用研究

作者：胡涛英中央民族大学

学位级别：硕士

近年来,随着对新型环境污染物的研究,药物和全氟化合物作为其中的两大类对环境和生物的影响正逐步引起国内外的重视。污染物进入动物和人体后,大部分会与血清蛋白结合,影响血清蛋白的生理功能,进而导致细胞损伤,或经血清蛋白运输到身体... 详细信息

近年来,随着对新型环境污染物的研究,药物和全氟化合物作为其中的两大类对环境和生物的影响正逐步引起国内外的重视。污染物进入动物和人体后,大部分会与血清蛋白结合,影响血清蛋白的生理功能,进而导致细胞损伤,或经血清蛋白运输到身体其他部位引起其他脏器毒性。由于污染物与血清蛋白之间的相互作用强有力的影响着污染物在体内的分布并决定其生物学毒性的具体表现,因此,研究污染物与血清蛋白的相互作用机理成为科学界的研究热点。本文分别以抗生素类药物——多西环素(DC,四环素类)、头孢地嗪(CEF,头孢类)和全氟羧酸类——全氟壬酸(PFNA)、全氟十一酸(PFUnA)和全氟十三酸(PFTriA)为研究对象,从分子水平上研究了两类五种新型环境污染物与人血清白蛋白(HSA)的相互作用机制。并与前人对这两类的研究进行对比,分析这两类污染物与HSA相互作用的规律。利用多光谱法和分子对接法研究了DC和HSA的相互作用,确定了结合常数、结合位点数和结合距离等参数。结果表明DC只在HSA的亚域ⅡA疏水腔有一个结合位点。由热力学参数(△H=-83.55kJ·mol-1, △S=-176.31J·mol-1·k-1)可知,结合过程中氢键和范德华力起主要作用。三维和同步荧光光谱显示DC的加入使HSA的荧光团Trp和Tyr残基微环境疏水性增加,多肽链骨架变的松散。红外光谱研究表明DC使HSA的α-螺旋含量从57.3%降低到40.0%。分子对接结果从分子水平上给出了DC与HSA的具体作用基团,解释了复合物的稳定性。本文总结前人对四环素类抗生素与血清蛋白作用的研究,并与本研究比较分析可知,DC、罗利环素(RTC)、地美环素(DMCT)和美他环素(METC)四种半合成四环素类与血清蛋白(SA)的作用明显强于天然的四环素(TC)、土霉素(OTC)和金霉素(CTC);热力学研究和分子对接结果表明四种半合成四环素结合在SA的亚域ⅡA疏水腔,主要驱动力为氢键和范德华力,三种天然的四环素类主要以静电作用力为主结合在SA的亚域ⅢA疏水腔中。与SA结合后会使SA构象伸展,微环境疏水性增加,α-螺旋含量降低。模拟生理条件下研究了CEF与HSA的相互作用情况。热力学研究、取代实验及分子对接的结果表明CEF与HSA的site I即亚域ⅡA结合,二者之间以氢键和范德华力为主,同时存在疏水作用力、静电引力以及其它作用力。根据Foster能量转移定律求得CEF与Trp214残基之间的结合距离为3.30nm,表明从HSA到CEF发生了非辐射能量转移。三维荧光光谱显示CEF的加入使HSA的多肽链结构发生改变,Trp和Tyr的微环境极性增加,疏水性降低。圆二色谱研究了HSA的二级结构,发现α-螺旋随着CEF浓度的上升而增加。将本研究的CEF(第三代)与前人研究的头孢曲松CRO(第三代)、头孢噻肟CFT(第三代)、头孢呋辛酯CFA(第二代)和头孢唑林CFZ(第一代)进行比较分析。与血清蛋白的结合常数大小为：CEF、CRO> CFT、CFA> CFZ。 CFA与SA的结合过程中以静电作用力为主,其他均以氢键和范德华力为主要驱动力,与SA的结合会使SA发色基团微环境处于更加亲水的条件。分子对接结果显示CEF、CFZ和CRO与HSA的结合活性位点在site I处,氢键是其主要的结合作用力。采用光谱法、分子对接技术和等温滴定微量热法(ITC)研究了三种全氟羧酸PFNA、PFUnA和PFTriA与HSA的相互作用过程,并与前人工作中同类物质研究(PFOA和PFDA)进行对比分析。荧光猝灭法结果表明三种全氟羧酸与HSA形成了复合物,但同时也存在动态碰撞猝灭和非辐射能量转移。取代实验和分子对接技术表明其复合物的结合位置只在HSA中site I的疏水腔中,卤键、静电力和疏水作用力在结合过程中起到重要作用。与前人对PFOA与HSA相互作用的ITC研究相比,发现本研究的PFNA通过静电引力和卤键与HSA亲水表面的极性氨基酸结合,然后进入疏水腔内通过疏水作用力结合内部氨基酸;而PFOA则是先在卤键的作用下与腔内氨基酸结合,再与表面极性氨基酸作用。三维荧光光谱、同步荧光光谱和圆二色谱的结果表明PFNA、PFUnA和PFTriA与HSA结合后可以引起HSA多肽链骨架变的松散,α-螺旋稳定性降低。

关键词：全氟羧酸抗生素人血清白蛋白光谱法分子对接

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黏性应力对空化核初生的影响

工程热物理学报 2013年第7期34卷 1266-1269页

作者：陈颂英刘恩孝刘燕胡涛山东大学机械工程学院山东济南250062

分析了考虑黏性应力时气核的受力状态,导出了相应的静力平衡方程。通过用MATLAB软件计算不同初始尺寸的气核在黏性应力作用下的形状尺寸,发现气核体积比与长短轴与其初始尺寸和黏性应力基本呈正比例线性关系。依据湍动分裂理论分析得出... 详细信息

分析了考虑黏性应力时气核的受力状态,导出了相应的静力平衡方程。通过用MATLAB软件计算不同初始尺寸的气核在黏性应力作用下的形状尺寸,发现气核体积比与长短轴与其初始尺寸和黏性应力基本呈正比例线性关系。依据湍动分裂理论分析得出湍流扰动将会引起气核重复分裂,从而增加较大尺寸气核的数量,影响空化初生的结论。

关键词：黏性应力空化初生气核