大蒜油的抗凝血作用

为研究大蒜油的抗凝血作用,本实验从大蒜中分离提取大蒜油,经气相色谱-质谱联用仪鉴定该大蒜油中主要成分为二烯丙基硫醚（allyl sulfide,DAS）、二烯丙基二硫醚（diallyl disulfide,DADS）和二烯丙基三硫醚（diallyl trisulfide,DATS）。体外实验结果表明大蒜油、DAS、DADS、DATS均具有部分抑制凝血酶活性功能,且抑制作用由强到弱依次为DATS＞大蒜油＞DADS＞DAS。利用Lineweaver-Burk双倒数作图法进行酶动力学分析,结果表明大蒜油、DAS、DADS、DATS对凝血酶的抑制作用属于混合性抑制（竞争性和非竞争性抑制）。分子荧光光谱分析结果表明大蒜油、DAS、DADS、DATS能与凝血酶蛋白中的发色基团相互作用导致荧光猝灭。三维分子对接分析结果显示出DATS与凝血酶结合性能良好;二维分子对接分析结果显示出DATS与凝血酶蛋白活性位点处Asp189、Gly219和Ala190形成氢键,与酶活性位点的Gly216、Ser195、Trp215形成疏水作用力,体现竞争性抑制作用,与非活性位点Gly226、Asp221A、Tyr225、Glu217、Cys191、Val213形成疏水作用,体现非竞争性抑制作用。体内实验结果表明,大蒜油、DAS、DADS、DATS分别通过正向调控大鼠凝血四项指标而直接展现出抗凝血功能,且抗凝血能力依次为DATS＞DADS＞DAS＞大蒜油。大鼠体内抗氧化实验结果表明大蒜油、DAS、DADS、DATS均只有微弱抗氧化能力,大蒜油、DAS、DADS、DATS具有的抗凝血功能应与其抗氧化能力不相关。     

矢车菊素-3-葡萄糖苷与大豆蛋白相互作用的多重光谱分析及分子对接

采用多重光谱技术和分子对接技术，研究矢车菊素-3-葡萄糖苷（cyanidin-3-glucoside，C3G）与β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白的相互作用。结果表明，C3G以静态、动态组合模式强烈的猝灭β-伴大豆球蛋白/大豆球蛋白的内源荧光，且C3G对大豆球蛋白的结合亲和力强于β-伴大豆球蛋白。C3G与β-伴大豆球蛋白/大豆球蛋白结合的主要相互作用力不同，但n（结合位点数）表明C3G和大豆蛋白以物质的量比1∶1形成稳定的复合物。C3G能够诱导大豆蛋白二级结构部分展开，促使部分α-螺旋转变为β-折叠，使大豆蛋白多肽链解折叠；并降低β-伴大豆球蛋白色氨酸残基微环境疏水性，而对大豆球蛋白氨基酸残基微环境没有明显影响。C3G的大部分酚羟基参与成键，其与大豆蛋白的结合依靠疏水作用力和氢键为主导的多种作用力维持。大豆球蛋白对C3G具有更好的稳定、递送性能，但可能不利于C3G生物活性的发挥。     

“厚味”γ-谷氨酰-缬氨酸增味作用差异性机制

γ-谷氨酰-缬氨酸（γ-Glu-Val）具有多变的呈味特性,在水溶液中呈现涩味,可以增强基本味觉物质的味感强度,赋予奶酪、鸡汤、酱油等食物厚味味感。目前对于γ-Glu-Val呈味特性的机理研究甚少,尤其是鲜见它对于味觉增强效果的差异性机制的研究。本实验利用感官实验和分子模拟对γ-Glu-Val增味作用的差异性机制进行研究。感官实验结果显示,γ-Glu-Val对于基本味感（鲜味、甜味、咸味和酸味）均有一定的提升作用,而对于鲜味的提升效果最为明显。分子模拟实验的结果表明,γ-Glu-Val对基本味感受体（T1R1、T1R2和T1R3）均有一定的亲和力,其中对于鲜味受体T1R1的亲和力最强、结合自由能最高,与此相反,γ-Glu-Val对甜味受体T1R2的亲和力最弱、结合自由能最低,暗示其增鲜作用强于增甜作用。分子动力学结果显示,在味精存在的前提下,γ-Glu-Val可通过氢键和疏水键与鲜味受体T1R1上的氨基酸残基（Phe-274、Ser-275、Ser-300、Trp-303、Ala-147、Ala-170）相互作用,激活鲜味受体,以实现其增鲜作用。本实验解析了γ-Glu-Val增味作用差异性分子机制,为进一步验证其呈味机理提供理论支撑;同时为小分子物质的增味作用研究提供了思路。     

活性引导结合高速逆流色谱分离蓝莓活性成分及其与α-葡萄糖苷酶的相互作用

基于活性引导结合高速逆流色谱(HSCCC)技术,分离蓝莓中具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的组分。首先,经不同溶剂提取后,活性成分在水中得到富集;其次,通过HSCCC分离水提物,得到6种组分,其中F4对α-葡萄糖苷酶的抑制率显著高于其它几种;再次将F4采用Sephadex LH-20葡聚糖凝胶纯化,得到高纯的组分Ⅰ;最后通过紫外光谱、傅里叶红外光谱、高效液相色谱-质谱联用及核磁技术鉴定组分Ⅰ为矢车菊-3-O-葡萄糖苷(C3G),纯度为95.06%。此外,采用多光谱扫描和分子对接技术对C3G与α-葡萄糖苷酶的相互作用进行表征。研究发现C3G与α-葡萄糖苷酶通过氢键自发结合形成复合物。与C3G复合后,α-葡萄糖苷酶的二级结构发生不同程度的变化,其中α-螺旋和β-转角降低,β-折叠和不规则卷曲增加。分子对接模拟发现C3G与残基Leu 313、Ser 157、Tyr 158、Phe 314、Arg 315和Asp 307以氢键结合,并与周围4个疏水残基存在疏水作用,共同维持复合物结构。本研究结果对开发2型糖尿病功能性食品具有重要意义。     

光谱法及分子模拟分析大豆皂苷II与牛血清白蛋白的相互作用

采用内源荧光光谱、圆二色光谱以及分子模拟表征了大豆皂苷Ⅱ与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。内源荧光光谱显示,大豆皂苷Ⅱ使BSA最大发射波长略微蓝移且出现荧光猝灭,色氨酸残基的微环境疏水性增加,蛋白质分子构象发生改变;大豆皂苷Ⅱ也使BSA的圆二色光谱负椭圆率下降,肽链伸展,改变了BSA的二级结构。计算机模拟分子对接显示了两者稳定的结合,大豆皂苷Ⅱ的阿拉伯糖基及鼠李糖基与BSA形成氢键作用,参与其中的重要氨基酸有Asp108、Asp111、Arg144和Arg458,皂苷的三萜烯部分则伸进由15个氨基酸残基构成的疏水腔中形成疏水相互作用。     

表没食子儿茶素没食子酸酯和小米谷糠蛋白的相互作用研究（网络首发、推荐阅读）

采用内源荧光光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱和紫外-可见光谱法研究表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechin gallate,EGCG）和小米谷糠蛋白在模拟人体生理状态条件下的相互作用。结果表明：EGCG可以大幅度淬灭小米谷糠蛋白的内源荧光,淬灭机制为静态和动态混合淬灭; 同步荧光光谱、紫外-可见光谱和三维荧光光谱表明EGCG影响小米谷糠蛋白肽链骨架结构和芳香族氨基酸残基的微环境;同步荧光结果表明EGCG主要影响色氨酸残基周围微环境,降低其周围微环境疏水性。在290、298、310 K时,EGCG与小米谷糠蛋白相互作用的表观结合常数（KA）为8.691 6×104、1.317 0×106、7.868 6×106 L/mol,对应的结合位点数(n)为1.084 8、1.300 9、1.489 3。热力学参数表明EGCG与小米谷糠蛋白以疏水相互作用结合形成复合物。根据Föster非辐射转移理论计算了EGCG与小米谷糠蛋白结合距离（r）为2.341 8 nm;构建了EGCG与小米谷糠蛋白在不同温度条件下结合率的理论模型,表明随着EGCG浓度增大,两者的结合率逐渐减小,温度变化影响两者的结合率。     

槲皮素与β-乳球蛋白B的结合机制及其溶解性能

为解决槲皮素水溶性差的问题,采用β-乳球蛋白B作为载体,基于多光谱、等温滴定量热仪和分子模拟等实验手段,探究槲皮素和β-乳球蛋白B的结合机制,以及结合后β-乳球蛋白B的二级结构和槲皮素溶解度的变化。结果表明：槲皮素可与β-乳球蛋白B结合,该结合过程中氢键和范德华力起主要作用;三维荧光、同步荧光以及紫外-可见吸收光谱表明,槲皮素的结合使β-乳球蛋白B的二级结构发生了改变;圆二色谱和傅里叶变换红外光谱结果表明,槲皮素的结合诱导该蛋白中部分α-螺旋转变为β-折叠;分子模拟结果表明,槲皮素在β-乳球蛋白B上的结合位点位于一个由α-螺旋与β-转角所形成的空穴中,在该结合位点中有8 个氨基酸残基参与了与槲皮素的结合,其中第125位的苏氨酸残基提供了较强的氢键,其余残基则提供了范德华力;基于高效液相色谱检测发现在与β-乳球蛋白B结合后,槲皮素的溶解度增大至原来的1 844 倍左右。综上所述,以β-乳球蛋白B为载体结合的槲皮素水溶性显著提高。     

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。     

肾素与抑制性地肤子皂苷相互作用的分子机制

地肤子中的木鳖子皂苷Ic和2’-O-β-D-吡喃葡萄糖木鳖子皂苷Ic有较强抑制肾素体外活性的功能。分子对接证实两皂苷与肾素结合较好,分别形成9 个和4 个氢键,氨基酸Ser230与Tyr231是氢键作用的关键残基,而Ala229、Met303、His301、Asp38、Arg82、Tyr83与Ile137则对疏水结合起重要作用。分子动力学模拟约1 000 ps后,两复合物平衡,均方根偏差分别为0.224 nm和0.219 nm,两皂苷降低了肾素链开始约160 个氨基酸的均方根波动。分子力学泊松-波尔兹曼表面积法获得的结合自由能分别为－44.36 kcal/mol与－62.46 kcal/mol,其中主要驱动力是静电和范德华作用,而极性溶剂化能则强烈阻碍结合。3 种方法综合揭示了两种地肤子皂苷抑制肾素的分子机制。