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光谱法研究三种黄酮类药物小分子与牛血清白蛋白的相互作用

光谱法研究三种黄酮类药物小分子与牛血清白蛋白的相互作用

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作者：董念中南大学

学位级别：硕士

血清白蛋白是血浆中含量最为丰富的蛋白质,它作为许多内源性和外源性化合物的存储和转运蛋白,可以与许多药物分子发生相互作用。黄酮类药物小分子具有广泛的药理活性,如抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、抗菌抗炎症等活性,因此研究血清白蛋白与... 详细信息

血清白蛋白是血浆中含量最为丰富的蛋白质,它作为许多内源性和外源性化合物的存储和转运蛋白,可以与许多药物分子发生相互作用。黄酮类药物小分子具有广泛的药理活性,如抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、抗菌抗炎症等活性,因此研究血清白蛋白与黄酮类药物小分子的相互作用,对了解黄酮类药物小分子在人体内的吸收、分布、排泄、药理活性和毒性都有十分重要的意义。本论文采用荧光光谱法、紫外可见吸收光谱法和红外光谱法,研究了血清白蛋白分子与黄酮类药物小分子芹菜素、高良姜素和染料木素分子之间的相互作用,得出了药物与蛋白质相互作用的机理、结合常数和结合位点数、热力学结合参数、分子之间的结合距离、药物小分子对蛋白质构象的变化和其他环境因素(如溶液的pH值和金属离子的影响),并且从上述结论中得到了药物与蛋白质作用的生物活性基团。所得结果对生物化学、制药学、临床医学和药代动力学具有一定的指导意义。本论文工作主要从以下方面进行研究:1.采用荧光光谱法,利用药物对牛血清白蛋白自身内源荧光的猝灭,研究了芹菜素、高良姜素和染料木素这三种黄酮药物小分子与牛血清白蛋白分子间的相互作用,研究发现药物分子与牛血清白蛋白分子之间发生了有效的静态猝灭,并探讨了药物小分子与牛血清白蛋白的结合位点,求得不同温度下的结合常数,确定了分子间作用力主要是疏水作用力。2.通过同步荧光技术、紫外-可见吸收光谱法和红外光谱法,研究了牛血清白蛋白与这三种黄酮类药物小分子作用前后,蛋白质构象所发生得改变,结果表明:蛋白质在结合后,色氨酸残基所处的微环境疏水性发生了改变,蛋白质的二级结构也发生了改变,从而进一步说明这三种黄酮类药物小分子与牛血清白蛋白发生了相互作用。3.全面考察了pH值和金属离子存在下对结合反应的影响,反复论证了这三种黄酮药物小分子与牛血清白蛋白之间的结合力还存在静电作用力。从理论上推测了这些条件对相互作用影响的机理。4.分别从荧光猝灭、结合常数和位点数、结合力、pH和金属离子影响等方面,重点对比了这三种黄酮药物小分子与牛血清白蛋白的结合情况。并结合这三种药物分子结构上的比较和分析,初步推断这三种药物小分子A环上5,7位酚羟基是药物决定性的生物活性基团,B环上的酚羟基也是一重要的生物活性基团。结果表明,这3种黄酮类化合物分子中的羟基数目以及位置对各药物小分子与牛血清白蛋白的作用有重要影响,导致这3种黄酮类化合物与牛血清白蛋白发生相互作用的强弱不同,其作用力顺序为芹菜素＞高良姜素＞染料木素。这三种黄酮类小分子的疏水性大小依次为:芹菜素＞高良姜素＞染料木素,与作用力顺序一致,从而也可证明这三种药物小分子与牛血清白蛋白以疏水作用力为主。

关键词：相互作用血清白蛋白三种黄酮结合参数生物活性基团

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黄酮类药物小分子与血清蛋白间相互作用的光谱法研究

黄酮类药物小分子与血清蛋白间相互作用的光谱法研究

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作者：刘秀红广西师范大学

学位级别：硕士

血清白蛋白是人和动物体内循环系统中含量最为丰富的运输和载体蛋白,承担着许多内源性和外源性物质(特别是药物)的贮存和转运。研究药物小分子和血清白蛋白生物大分子的结合,对于药物代谢动力学、生物化学、制药学和临床医学具有重要的... 详细信息

血清白蛋白是人和动物体内循环系统中含量最为丰富的运输和载体蛋白,承担着许多内源性和外源性物质(特别是药物)的贮存和转运。研究药物小分子和血清白蛋白生物大分子的结合,对于药物代谢动力学、生物化学、制药学和临床医学具有重要的参考价值,能为其提供重要的生理参数和药物指标。荧光光谱法具有灵敏度高、选择性好、操作简便、试样用量少等优点,同时荧光光谱法研究能给出蛋白质分子和药物分子间相互作用的有关分子结构信息及构象的信息。本论文采用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和圆二色谱法,研究了牛血清白蛋白分子与药物杨梅黄素﹑白杨素和葛根素分子间的相互作用,得出了药物与蛋白质相互作用的机理、药物与蛋白质的结合常数、热力学结合参数、分子间的结合距离、分子间的结合方式和其它环境因素(如溶液的pH值、离子强度、金属离子和表面活性剂的存在等)对结合反应的影响,本论文并且从上述所得的结论中得到了药物与蛋白质作用的生物活性基团和生物活性位。所得结果对生物化学、制药学、临床医学和药代动力学具有十分重要的指导意义。本论文工作主要从以下五个方面进行研究:1.通过紫外-可见吸收光谱法,利用蛋白质或药物的紫外-可见吸收光谱的峰位和峰强度的变化研究了杨梅黄素﹑白杨素和葛根素分子与牛血清白蛋白分子间的相互作用,研究结果表明:药物与蛋白质分子之间可以形成一种药物-蛋白质配合物。2.通过荧光光谱法,利用药物对血清白蛋白自身内源荧光的猝灭,研究了杨梅黄素﹑白杨素和葛根素分子与牛血清白蛋白分子间的相互作用,研究发现了药物分子与蛋白质分子之间发生了有效的静态猝灭过程,并探讨了药物在蛋白质上的结合位点,求得不同温度下的结合常数,确定了分子间的结合力(疏水和静电作用力)和结合模型。3.本论文的重点也是突破点是:对pH值、离子强度、金属离子和表面活性剂存在对结合反应的影响,进行了全面考察:既考察了这些因素对结合反应的影响;又通过这些影响因素所得结果,反复论证了三种黄酮类药物与血清白蛋白分子之间结合力(疏水和静电作用力)的存在以及结合力的主次地位。从理论上及具体分子结构方面解释这些条件对相互作用影响的机理。4.通过同步荧光技术和圆二色谱技术,研究了牛血清白蛋白与三种黄酮类药物作用前后,蛋白质中的色氨酸残基的微环境和蛋白质的二级结构的改变,结果发现:蛋白质在结合前后,色氨酸残基所处的微环境疏水性发生了改变,表现在环境的极性增强,疏水性减弱。二级结构中的α-螺旋结构的含量均改变,在杨梅黄素和白杨素分别与蛋白质的结合中,α-螺旋结构的含量均减小;而与葛根素的结合中,α-螺旋结构的含量则有所增加。5.本论文的另一突出特点在于:分别从荧光猝灭、结合常数、结合力、pH值和表面活性剂影响等方面,重点对比了三种药物与蛋白质的结合情况。进而从药物分子结构上进行比较和分析,初步推导出三种黄酮类药物各自的生物活性基团和生物活性位:三种黄酮类药物A环上的5,7位酚羟基是药物关键和决定性的生物活性基团,B环上的酚羟基也是一重要生物活性基,主要通过静电作用力与蛋白质结合;而B环却是药物与蛋白质结合的疏水性生物活性基团,主要通过疏水作用力与蛋白质结合。

关键词：相互作用三种黄酮血清白蛋白结合参数结合位点生物活性基团

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