光谱法结合计算模拟探究胡桃醌与脯氨酰顺反异构酶1的相互作用

胡桃醌为胡桃科核桃属植物胡桃楸(Jugland mandshurica Maxim)和核桃(Juglans regia L)中存在的重要活性物质,脯氨酰顺反异构酶1(Pin1)为细胞内主要起信号传导作用的小分子蛋白。为探究胡桃醌对Pin1的抑制机理,通过定点突变、计算模拟以及多种光谱学技术研究了胡桃醌与Pin1的相互作用。荧光光谱显示,胡桃醌可以有效地淬灭Pin1内源荧光。293 K温度时,其淬灭常数(K_(sv))为1.36×10~4 L/mol,结合常熟(K_a)为2.32×10~4 L/mol,结合数(n)为0.85,随着温度升高,其K_(sv)和K_a逐渐降低,表明其淬灭机制为静态淬灭,n值接近1则表明两者可形成1:1复合物。同步荧光光谱表明,胡桃醌与Pin1结合会促使Pin1酪氨酸和色氨酸残基周围微环境疏水性降低,极性增加。圆二色谱揭示胡桃醌与Pin1结合会导致Pin1中的α-螺旋结构减少。热力学参数显示,在293 K条件下,ΔH=12.97 kJ/mol,ΔS=127.83 J/(mol·K),ΔG=-24.49 kJ/mol,表明胡桃醌与Pin1可自发结合,其主要作用力为疏水作用力。分子对接显示,氢键和范德华力在两者作用过程中同样扮演着重要角色。分子对接、定点突变以及分子动力学模拟进一步揭示Pin1催化残基Cys113在胡桃醌结合到Pin1过程中发挥着至关重要的作用。