阿魏酸对黄嘌呤氧化酶的抑制机理

为系统地探讨阿魏酸抑制黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XO)活性的分子机制,采用酶学和光谱学方法测定了阿魏酸对XO抑制可逆性、抑制动力学、结合性质及结构的影响,采用分子模拟技术预测了阿魏酸与XO的结合构象。结果表明:在混合竞争的方式下,阿魏酸能可逆地抑制XO活性,抑制常数为4.5μmol/L,与咖啡酸、对香豆酸、绿原酸和没食子酸相比,阿魏酸对XO的抑制能力最强,其半抑制浓度为116.2μmol/L。荧光滴定实验结果表明:阿魏酸通过动态静态混合猝灭方式使XO荧光减少,其中静态猝灭占主导,且与XO存在一个结合位点,结合常数为3.38×10⁴L/mol(298K)；ΔG<0、ΔH<0和ΔS>0,表明该结合过程主要是以氢键和疏水作用力驱动且自发进行。分子对接结果揭示了阿魏酸进入了XO中黄素腺嘌呤二核苷酸活性区域,影响XO正常催化过程。同步荧光光谱和圆二色光谱实验表明:阿魏酸能改变XO的二级和三级结构,使XO中酪氨酸和色氨酸残基周围极性增加及疏水性降低,并且α-螺旋含量升高,β-折叠含量降低,使XO二级结构趋于紧密,这是影响XO活性的另一原因。研究以期为阿魏酸作为XO抑制剂改善高尿酸血症提供一定的理论依据。     

分子对接和荧光光谱法研究麦角甾醇与牛血清白蛋白的相互作用

用分子荧光光谱实验法和分子对接理论研究麦角甾醇与牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）的相互作用。荧光光谱实验结果表明：麦角甾醇能猝灭BSA的内源性荧光,其猝灭类型为静态猝灭;通过考察猝灭过程中热力学函数的变化初步推断麦角甾醇与BSA的结合是自发的熵增过程,驱动力主要为疏水相互作用。运用分子对接技术研究了麦角甾醇与BSA的相互作用,结果表明：麦角甾醇与BSA相结合,主要的作用力类型为疏水相互作用;并获得了麦角甾醇在BSA中的作用位点,麦角甾醇处在一个疏水性的结合口袋中,结合稳定性强。荧光光谱的实验结果与分子对接的理论结果总体上一致,说明结合过程是一个自发的过程,BSA可以携带和运输麦角甾醇,同时从分子对接中获得了麦角甾醇在BSA中详细的结合位点和结合模式。     

黄嘌呤氧化酶多酚抑制剂的筛选及其作用机制

黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)是人体内次黄嘌呤和黄嘌呤代谢产生尿酸的关键酶,而多酚单体可抑制黄嘌呤氧化酶从而减少尿酸合成进而缓解痛风症状。为探究来源于天然产物的多酚单体对XOD的抑制作用机制,首先研究几种常见活性较好的多酚单体对黄嘌呤氧化酶的抑制率,及其对XOD的抑制动力学,并且通过荧光猝灭实验与分子对接模拟多酚单体与XOD之间的相互作用形式。在6种多酚单体中,白藜芦醇、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)和橙皮苷对黄嘌呤氧化酶活性的抑制效果较好,室温下IC50分别为261.22、150.51、97.08μmol/L,是黄嘌呤氧化酶的竞争性抑制剂。荧光猝灭实验表明,单体与XOD结合使酶的内源荧光发生了猝灭现象,猝灭机制为静态猝灭。分子对接模拟表明,多酚单体能与XOD的氨基酸残基结合,结合位点位于钼蝶呤(molybdopterin,Mo-Pt)辅因子或黄素腺嘌呤二核苷酸(flavine-adenine dinucleotide,FAD)结构域的异恶嗪环附近。多酚单体是有效的XOD竞争性抑制剂,可以通过抑制黄嘌呤氧化酶的活性有效降低尿酸水平,在天然产物的开发和功能性食品的应用中具有很好的前景。     

光谱法与计算机辅助研究α-西柏三烯二醇与牛血清白蛋白的相互作用

α-西柏三烯二醇具有抗菌、抗肿瘤和神经保护等广泛生物活性,研究其与牛血清白蛋白(BSA)相互作用,有助于了解α-西柏三烯二醇在体内的转运、分布以及消除等信息。本研究通过紫外吸收光谱、荧光光谱、圆二色谱、分子对接模拟、分子动力学模拟等方法,在分子水平上研究了BSA与α-西柏三烯二醇在体外生理条件下的相互作用。结果表明,BSA与α-西柏三烯二醇发生了明显相互作用,且在293、303和310K三个温度条件下,荧光淬灭常数K_SV值和结合常数K_b值随着温度升高逐渐降低,α-西柏三烯二醇与BSA通过静态猝灭机制发生相互作用,三个不同温度下两者结合位点数n≈1,在BSA上只存在一个α-西柏三烯二醇的特异性结合位点;BSA与α-西柏三烯二醇的结合是自发进行的(ΔG<0),氢键和范德华力为主要驱动力(ΔH<0和ΔS<0);在Sudlow位点I处α-西柏三烯二醇与BSA发生结合;BSA与α-西柏三烯二醇结合导致其构象也会发生改变。本研究结果提供了α-西柏三烯二醇与BSA相互作用的基本信息,这将有助于进一步了解α-西柏三烯二醇的药代动力学特性。     

光谱法与分子对接研究槲皮素与牛血清白蛋白的结合特性

采用荧光光谱、紫外吸收光谱及分子对接研究了槲皮素与牛血清白蛋白(BSA)分子间的相互作用。结果表明,槲皮素对BSA有明显的荧光猝灭作用,加入槲皮素后BSA的紫外图谱发生变化,荧光猝灭常数Ksv与温度呈负相关,22℃的猝灭速率Kq为1.68×1013 L/(mol·s),说明槲皮素对BSA的荧光猝灭属于静态猝灭范畴。22℃时槲皮素与BSA相互作用的结合常数K为6.93×105 L/mol,结合位点数n为1.1467。热力学参数表明二者的结合力主要为疏水作用力,同步荧光光谱表明槲皮素与BSA的结合影响BSA的构象。分子对接结果表明槲皮素结合在BSA的亚结构区域II(siteⅠ)中,主要通过疏水作用结合同时还存在氢键及静电作用力,槲皮素与Trp-213氨基酸残基的作用距离更近,分子对接研究结果与光谱实验结果对应一致。     

荧光光谱法探究pH值对叶黄素与牛血清白蛋白相互作用的影响

采用荧光光谱法研究不同pH值（3.0、5.2、7.4）条件下叶黄素与牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）的相互作用,利用数学模型计算得到二者的猝灭常数和热力学参数等,分析叶黄素与BSA的荧光猝灭现象及蛋白构象的变化,最后通过位点竞争实验和分子模拟技术确定了二者的结合位点。荧光光谱表明,不同pH值条件下叶黄素对BSA均产生荧光猝灭效应,在298 K时,pH 7.4的猝灭常数最大,结合常数较大;热力学参数和分子对接结果表明,叶黄素与BSA间的作用力主要是疏水相互作用;同步荧光光谱表明BSA的构象在叶黄素与pH值的共同作用下发生改变;位点竞争性实验和分子对接实验表明,pH 7.4和pH 5.2时,二者的结合位点在亚结构域ⅡA和ⅢA之间,但更接近于Sudlow’s site Ⅱ;pH 3.0时,结合位点不在亚结构域ⅡA及ⅢA附近。结果表明,pH值对叶黄素和BSA的相互作用有影响,这为蛋白质与生物活性成分的相互作用提供一定的理论依据。     

鼠尾草酸对α-淀粉酶的抑制作用

抑制α-淀粉酶的活性可以有效降低餐后血糖浓度升高,故本实验从抑制率、抑制类型、荧光猝灭效应及分子模拟几个方面出发研究鼠尾草酸对α-淀粉酶的抑制作用。结果显示,鼠尾草酸对α-淀粉酶有较为显著的抑制作用,半数抑制浓度为1.12 mg/mL,以可逆的竞争性方式抑制α-淀粉酶的活性。荧光猝灭实验结果表明,鼠尾草酸与α-淀粉酶结合后使α-淀粉酶的荧光特性发生静态猝灭。分子对接结果显示鼠尾草酸与α-淀粉酶作用后没有催化底物生成新的产物,而是形成可逆的酶-抑制剂复合物,引起变构调节,从而扰乱了α-淀粉酶的构象动力学,最终导致酶催化活性降低。     

β-乳球蛋白与黑米花色苷的相互作用

从荧光光谱、同步荧光光谱、紫外-可见光谱、抗氧化能力和分子对接等方面,研究黑米花色苷(black rice anthocyanin,BRA)与β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-LG)在模拟生理条件下的相互作用。结果显示,BRA对β-LG具有较强的荧光猝灭,猝灭方式为静态猝灭,说明二者发生相互结合,同时计算了结合位点数和结合常数,热力学参数表明疏水作用力为其主要的作用力;根据非辐射能量转移理论,结合距离r为3.14 nm。同步荧光光谱结果显示,BRA与β-LG的相互作用影响乳球蛋白的构象,但不影响色氨酸和酪氨酸的微环境;分子对接结果显示BRA中的主要成分矢车菊-3-O-葡萄糖苷与β-LG的结合主要是疏水作用力,该结果与热力学参数分析结果相一致。     

姜黄素与猪脂肪氧合酶相互作用及对蛋白质结构的影响

利用分光光度计法、荧光光谱法以及圆二色谱法(CD)研究姜黄素与猪12-脂肪氧合酶(12-Lipoxygenase,12-LOX)的相互作用。结果表明,姜黄素能够抑制猪12-LOX酶活,并且浓度越高,抑制作用越强,姜黄素抑制12-LOX的IC₅₀值为2.156 μg/mL。荧光光谱结果表明姜黄素对猪12-LOX有较强的荧光猝灭作用,猝灭机制为静态猝灭,两者之间的作用力主要是范德华力和氢键。同步荧光光谱研究表明,姜黄素与猪12-LOX的结合位点更接近于色氨酸残基。圆二色谱结果表明,姜黄素能够与猪12-LOX相互作用,并使LOX二级结构发生变化。     

柚皮素对胰脂肪酶抑制作用的研究

抑制胰脂肪酶的活性能够有效地减少肥胖的发生。该研究从酶学动力学、荧光猝灭和分子对接的不同角度研究柚皮素对胰脂肪酶的抑制作用。抑制酶活性试验结果表明,柚皮素以可逆竞争性方式抑制胰脂肪酶的活性,且半数抑制浓度为2.413 mmol/L。荧光猝灭试验结果显示,柚皮素与胰脂肪酶结合后酶的荧光被猝灭,胰脂肪酶的构象发生变化。分子对接结果显示,柚皮素与胰脂肪酶形成了酶-抑制剂复合物,阻止了酶和底物的结合,从而导致酶催化活性降低。     

琯溪蜜柚柚皮苷纯化鉴定及其对胰脂肪酶的抑制作用

为了探索琯溪蜜柚黄酮作为胰脂肪酶抑制剂的应用价值,本实验采用Sephadex LH-20葡聚糖柱层析、高效液相色谱-质谱联用、傅里叶变换红外光谱对琯溪蜜柚柚皮黄酮进行分离纯化及结构鉴定,并通过酶反应动力学和分子对接技术研究其对胰脂肪酶的抑制类型和分子间相互作用。高效液相色谱-质谱联用和傅里叶变换红外光谱分析结果表明,纯化后的琯溪蜜柚柚皮主要黄酮成分为柚皮苷;纯化鉴定的柚皮苷对胰脂肪酶半抑制浓度（half inhibitory concentration,IC50）为0.99 μg/mL,抑制类型为可逆非竞争型,抑制常数Ki＝0.58 μg/mL;该黄酮与胰脂肪酶的结合自由能为－30.14 kJ/mol,相互间的分子作用力包括范德华力、疏水相互作用、氢键、π键等,结合区域位于酶催化活性中心之外的位点。本研究表明琯溪蜜柚的主要黄酮成分柚皮苷对胰脂肪酶具有强烈的抑制作用,为利用琯溪蜜柚黄酮开发高效安全的胰脂肪酶抑制剂提供了理论依据。     

表没食子儿茶素没食子酸酯与猪胰脂肪酶的相互作用

通过荧光光谱法研究表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)与猪胰脂肪酶(PPL)的相互作用,并基于分子对接技术对其作用机理进行探讨。结果表明：EGCG对PPL具有较强的荧光猝灭作用,并抑制其催化活性,而金属离子(Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+)能减弱EGCG对PPL活性的抑制。分子对接研究表明,EGCG可通过疏水键、氢键及Pi-Pi堆积作用与PPL结合,阻碍底物进入酶活中心,从而抑制其活性。     

槲皮素对酪氨酸酶的抑制作用与分子机理

本文以L-多巴为底物,采用酶抑制动力学法研究了槲皮素对酪氨酸酶的抑制作用大小及类型,并采用荧光光谱技术分析其与酪氨酸酶的猝灭作用类型、结合位点、作用力类型。在此基础上,进一步利用柔性分子对接技术分析槲皮素对酪氨酸酶的抑制机理。结果表明,槲皮素对酪氨酸酶具有抑制作用,抑制常数KI为36 m M,以竞争性抑制剂形式抑制酪氨酸酶活性,是一种可逆性抑制剂;槲皮素以1:1比例通过氢键和疏水作用力结合于酪氨酸酶活性中心,且对酪氨酸酶的荧光产生静态淬灭作用,具有氢键及疏水作用力;分子对接结果验证了以上实验结论:槲皮素占据了酪氨酸酶活性中心,且与活性中心部位的Asn260和Gly62残基形成了强烈的氢键作用,同时伴有疏水作用共同稳定复合物的结构。     

对羟基肉桂酸对酪氨酸酶催化反应的抑制机理

本文研究了对羟基肉桂酸(HCA)对酪氨酸酶催化单酚底物L-酪氨酸和催化二酚底物L-多巴的抑制能力,并利用紫外-可见光谱、荧光光谱以及分子对接技术探究了其抑制机理。结果表明对羟基肉桂酸对酪氨酸酶催化单酚底物L-酪氨酸比催化二酚底物L-多巴具有更强的抑制作用,半抑制浓度分别为0.096 mmol/L和0.500 mmol/L;紫外-可见分析发现对羟基肉桂酸能与Cu2+发生螯合,使光谱发生明显红移。进一步通过荧光光谱分析得到,对羟基肉桂酸在酪氨酸酶溶液中并没有出现荧光淬灭反而随着对羟基肉桂酸浓度的增大荧光强度变强,说明对羟基肉桂酸被酪氨酸酶催化氧化成对应的醌类物质。利用分子对接技术揭示了对羟基肉桂酸通过氢键和疏水作用竞争性地占据了单酚和二酚底物的空间位置,并与酪氨酸酶中双核铜离子螯合,从而抑制酪氨酸酶催化L-酪氨酸和L-多巴氧化的活性机理。     

Inhibitory activities of extracts from Cleistocalyx operculatus flower buds on pancreatic lipase and α-amylase

In this work, we investigated the inhibitory activities of aqueous extract (Eaq), 30, 60, and 95?% ethanol extracts (E₃et, E₆et, and E₉et), petroleum ether extract (Epe), ethyl acetate extract (Eae), and 2′,4′-dihydroxy-6′-methoxy-3′,5′-dimethylchalcone (DMC) from Cleistocalyx operculatus flower buds on pancreatic lipase and α-amylase, which were closely related to body weight and obesity. The inhibition effect of various extracts was determined by the Lineweaver–Burk plots. The results showed that the IC₅₀ values of DMC, Epe, Eae, and E₉et against pancreatic lipase were 101.5?μM, 38.65, 76.62, and 109.76?μg/ml, respectively, which were much lower than that of E₃et and E₆et. Eaq, E₃et, E₆et, and DMC strongly inhibiting the pancreatic α-amylase, with IC₅₀ values of 73.10, 165.93, 231.23?μg/ml, and 69.35?μM, respectively. Furthermore, the kinetic analysis suggested that the inhibition mode of crude extract against pancreatic lipase was noncompetitive, while that against pancreatic α-amylase was competitive. The content of DMC and total polyphenols in each extract were determined by HPLC and spectrophotometric method, respectively. It was interestingly found that the DMC content had profound influence on pancreatic lipase activity, and the total polyphenols content significantly affected the pancreatic α-amylase activity. The findings in this work suggested that extracts from C. operculatus flower buds possess potent inhibitory activity against pancreatic lipase and α-amylase, and provided some new ideas for the prevention and treatment for obesity.     

文冠果壳皂苷抑制胰脂肪酶活性的研究

本文旨在确定文冠果壳皂苷作为减肥因子对胰脂肪酶活性的作用效果。通过对胰脂肪酶反应条件(pH、反应时间和反应物加入顺序)的摸索,确定AB-8大孔树脂纯化的文冠果壳皂苷对胰脂肪酶活性的影响,并通过紫外吸收光谱(200~340 nm)、荧光光谱(激发波长290 nm,扫描波长300~450 nm)确定文冠果壳皂苷对胰脂肪酶作用的机理。研究结果表明,文冠果壳皂苷对胰脂肪酶抑制率高达87.5%,最佳反应体系pH 7.4,反应时间15 min,反应物加入顺序为底物与文冠果壳皂苷预热后加入胰脂肪酶溶液反应。文冠果壳皂苷与胰脂肪酶作用后,改变了胰脂肪酶中发光氨基酸(Trp、Tyr)所在微环境,胰脂肪酶分子结构和构象发生变化,导致胰脂肪酶紫外吸收光谱最大吸收波长红移和荧光强度降低,胰脂肪酶活性抑制。文冠果壳皂苷可通过抑制胰脂肪酶发挥减肥因子的作用。     

橙皮苷、柚皮苷与酪蛋白相互作用机制比较分析

采用荧光光谱、同步荧光光谱结合热力学参数分析及分子对接比较研究酪蛋白（casein,CA）与橙皮苷（hesperidin,HES）及柚皮苷（naringin,NAR）之间的相互作用及机制,结果表明：两种多酚对CA的猝灭均为静态猝灭,但HES对CA的荧光猝灭效果及结合亲和力较强,且CA与HES的结合位点数较多。热力学参数证明CA与HES、NAR的结合均为以疏水作用力为主的自发反应。同步荧光光谱显示,两种多酚的加入引起了CA氨基酸内部疏水环境的改变。分子对接进一步证实,两种多酚与CA的结合主要以疏水作用力为主,但HES与CA间存在更多的氢键作用,并使HES与CA之间结合得更为稳定。本研究可为多酚与蛋白质间的相互作用研究以及CA作为黄酮类多酚载体的可行性提供参考依据。     

茯砖茶多酚类物质对胰脂肪酶活性的抑制作用

以湖南茯砖茶为原料通过热水浸提、树脂吸附分离得到茯砖茶多酚类物质,并采用酶动力学和荧光猝灭分析方法探讨了茯砖茶多酚类物质对胰脂肪酶的抑制作用。结果表明：茯砖茶多酚类物质对胰脂肪酶有抑制作用,半抑制浓度（IC50）为0.81 mg/mL,抑制类型为可逆非竞争性抑制,其抑制常数Ki为2.56 mg/mL。荧光光谱分析表明茯砖茶多酚类物质对胰脂肪酶具有荧光猝灭效应,与茯砖茶多酚类物质的结合可能造成了酶结构的改变,从而降低了酶的催化活性。