大豆皂苷Ⅱ与人血清白蛋白相互作用机制研究

为研究吸收进入人体血循环的大豆皂苷Ⅱ与人血清白蛋白(HSA)相互作用机理。采用圆二色光谱、内源荧光光谱和分子模拟方法检测表征皂苷Ⅱ与HSA之间的相互作用。圆二色光谱结果显示,大豆皂苷Ⅱ与HSA的浓度比例为1∶2或1∶4时,HSA的二级结构α螺旋含量上升,β折叠含量下降。荧光光谱显示,大豆皂苷Ⅱ对HSA的立体构象有影响。分子模拟显示它们之间的结合作用力以氢键和疏水相互作用为主,HSA与皂苷糖基链中葡萄糖醛酸基(Glc A)和鼠李糖基(Rha)部分形成氢键作用的氨基酸残基包括Glu153、Ser192、Gln196、Glu450、Asp451和Ser454等,与皂苷配基三萜烯部分形成疏水相互作用的氨基酸残基主要有Ala、Leu、Val和Trp等。     

青霉素与牛血清白蛋白结合作用机理的光谱法研究

模拟牛乳的生理环境pH6.6、37℃水浴的条件下,运用荧光光谱、同步荧光光谱和圆二色光谱法研究了青霉素与牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)的相互作用。青霉素对BSA的猝灭机制属于静态猝灭,并发生分子间非辐射能量转移。热力学数据显示,二者之间的作用力主要为氢键作用;同步荧光光谱表明,青霉素与蛋白质中接近色氨酸残基的区域发生了相互作用;圆二色光谱法研究蛋白二级结构结果显示,青霉素与蛋白质结合会改变蛋白质的构象,进一步说明了青霉素在牛乳会与蛋白质作用形成稳定复合物。     

多光谱法和分子对接模拟研究鞣花酸与牛血清蛋白的相互作用

鞣花酸（EA）是一种具有抗氧化、抗癌、抗突变、抗炎等多种生理活性的天然多酚,鞣花酸与蛋白的相互作用直接影响其在人体的转运与代谢。本文运用多种光谱学方法与分子对接模拟法研究EA与牛血清蛋白（BSA）互作的反应机理。紫外光谱和荧光光谱研究结果表明：EA通过静态方式猝灭BSA的内源荧光,EA与BSA按1.5∶1比例通过自发的放热过程结合,形成稳定的复合物,初步确定其主要作用力为范德华力和氢键。红外光谱和圆二色谱研究表明：EA的加入对BSA的二级结构影响显著,导致BSA中α-螺旋结构减少,β-折叠、β-转角和无规则卷曲结构增加,且EA与BSA间可能存在疏水作用力。分子对接模拟进一步验证了上述光谱分析结果,说明主导EA和BSA结合的作用力除范德华力和氢键外,还有一定的疏水作用力。EA在BSA上的最佳结合位点位于亚结构域ⅡA与亚结构域ⅢA间的疏水空腔内,距离site Ⅰ更近。EA与His145、Pro110、Arg458等残基间存在疏水相互作用,与Arg144残基间存在氢键作用。本研究阐明EA与BSA相互作用的分子机制,为EA在体内转运及代谢研究提供了参考。     

茶多酚与大豆分离蛋白的相互作用

利用荧光光谱、紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱法,研究茶多酚与大豆分离蛋白之间的相互作用。结果表明：茶多酚对大豆分离蛋白有较强的荧光猝灭作用且为静态猝灭,其中,茶多酚与大豆分离蛋白在291、298、310 K时相互作用的表观结合常数分别为4.571×105、2.955×105、2.672×105 L/mol,对应的结合位点数分别为1.316、1.299、1.286。热力学数据分析结果表明：茶多酚与大豆分离蛋白反应的作用力主要是范德华力和氢键作用;同步荧光光谱和紫外-可见光谱表明茶多酚改变了芳香氨基酸残基在空间结构中所处的微环境,使大豆分离蛋白的分子构象发生改变,且同步荧光光谱显示茶多酚与大豆分离蛋白中色氨酸残基发生相互作用,使其周围的疏水作用减少。傅里叶变换红外光谱表明茶多酚引起大豆分离蛋白的二级结构发生改变。     

VD3与大豆分离蛋白相互作用的多重光谱分析与计算

利用多重光谱技术（荧光光谱、同步荧光光谱、紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱）研究VD3与大豆分离蛋白的相互作用。结果表明：VD3能对大豆分离蛋白的内源荧光进行静态猝灭。VD3与大豆分离蛋白在不同温度下相互作用的表观结合常数分别为1.245×104（293 K）、1.250×104（298 K）、3.531×104（306 K）L/mol,对应的结合位点数分别为0.973 3、0.992 4和1.094 2;结合距离r＝2.92,其结合时通过非辐射能力转移而促使蛋白质荧光猝灭。热力学数据分析结果表明：VD3与大豆分离蛋白的反应是自发的吸热过程,其相互作用的主要作用力是静电相互作用和疏水相互作用。同步荧光光谱和紫外-可见光谱结果显示,VD3的添加使大豆分离蛋白构象发生改变,芳香氨基酸残基的微环境由疏水性向亲水性变化。傅里叶变换红外光谱结果表明VD3引起大豆分离蛋白的二级结构发生改变。     

灵菌红素与肌红蛋白相互作用的光谱分析

利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、同步荧光光谱、红外光谱和圆二色谱研究灵菌红素(PG)与肌红蛋白(Mb)的相互作用。结果表明:PG使Mb的紫外吸收增强,说明PG主要与Mb分子外部的氨基酸残基发生了相互作用;Mb的特征荧光峰增强,且随着温度升高结合常数下降,由热力学方程计算出ΔH为-25.293kJ/mol,ΔS分别为-10.238J/(mol.s)(298K)和-10.239J/(mol.s)(310K),得出二者之间的作用力为范德华力;同步荧光光谱表明,PG与Mb相互作用,改变了氨基酸残基的微环境;红外光谱(FT-IR)结果表明PG与Mb多肽链中的酰胺基发生了相互作用,改变了蛋白的二级结构;圆二色谱结果表明PG诱导Mb的二级结构发生改变,α-螺旋含量减少。     

皂苷类似物与肾素的分子对接和结合能分析

肾素是治疗高血压疾病的重要靶标之一,对肾素抑制剂大豆皂苷I及其类似物大豆皂苷II、甘草皂苷、单葡萄糖醛酸甘草皂苷元与肾素进行分子对接,采用分子动力学模拟和MMPBSA相结合的方法计算对接复合物的结合自由能,并且对各部分贡献能以及分子间相互作用进行分析。结果表明范德华力和静电相互作用是复合物形成的主要驱动力,S2和S3是肾素和皂苷相互作用重要的活性口袋,Ala229、Asp38、Asp226、Gly228和Tyr83是肾素中与这类抑制剂形成疏水作用的重要氨基酸残基,Ser230、Tyr231、Ser84则可与抑制剂形成氢键。对接结果与皂苷抑制能力吻合性较好,可为新的肾素抑制剂的发现奠定基础。     

大叶冬青皂苷与牛血清蛋白的相互作用研究

为研究不同温度下大叶冬青皂苷G（Latifoloside G）、大叶冬青皂苷C（Latifoloside C）及苦丁皂苷G（Kudinoside G）与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用情况，为大叶冬青皂苷在体内运输及作用机制研究提供实验依据，本文采用荧光光谱法研究小分子与蛋白的结合机制、结合模式、结合常数和结合位点等，采用圆二色谱法研究蛋白质的构象变化。结果表明:三种皂苷均能有效猝灭BSA内源荧光，Kudinoside G为静态猝灭，Latifoloside G、Latifoloside C为动态猝灭。随着三种药物小分子浓度的增加，BSA的内源荧光强度降低，两种温度下BSA的最大发射峰皆发生轻微蓝移，三种皂苷的发射波长皆由347 nm蓝移到345 nm，三种皂苷与BSA结合能力的顺序为Latifoloside G>Latifoloside C>Kudinoside G。Kudinoside G与BSA之间主要作用力类型为氢键和范德华力，Latifoloside G及Latifoloside C与BSA之间主要作用力为疏水作用。发现Latifoloside G和Kudinoside G两种小分子与BSA的结合能力与C-28位所连的极性基团有关，且齐墩果烷型的Latifoloside C比Kudinoside G更易于插入到BSA的疏水腔中。圆二色光谱表明，三种皂苷与BSA的结合均可使BSA内部结构环境发生改变，α-螺旋含量增加，微环境极性减小，疏水性增加。     

光谱法研究芳樟醇与牛血清白蛋白的相互作用

采用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱法,研究模拟生理条件下芳樟醇与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用机制及芳樟醇对BSA构象的影响。实验表明,芳樟醇可以有规律地猝灭BSA内源荧光,猝灭机制主要为形成芳樟醇-BSA复合物的静态猝灭。通过计算得出二者在不同温度下的结合常数和结合位点数。根据热力学参数判断芳樟醇与BSA之间的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,主要作用力是氢键和范德华力,同时由Forster’s非辐射能量转移理论求得其结合距离。紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱研究表明芳樟醇与BSA相互作用后使BSA构象发生改变,减少了BSA中α-螺旋的含量,增加了BSA中色氨酸、酪氨酸残基微环境的疏水性。     

降龙涎二醇与牛血清白蛋白的相互作用研究

本论文以降龙涎二醇为研究对象,在模拟生理酸度的条件下,采用荧光猝灭法、紫外-可见吸收光谱法和红外光谱法,对降龙涎二醇与牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)的相互作用进行研究。降龙涎二醇对BSA荧光光谱的影响,结合常数与结合位点数,热力学的研究发现,降龙涎二醇对BSA内源荧光会进行猝灭,疏水作用力是该过程中的主要驱动力。降龙涎二醇在BSA上,与华法林共用一个结合位点。通过同步荧光光谱最大发射波长的监测,证实了降龙涎二醇可使酪氨酸环境的极性降低,疏水性增加,而色氨酸残基所处微环境的极性增加,疏水性降低。此外,综合紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱和红外光谱的分析结果,可以看出温度对降龙涎二醇与BSA的结合有影响,且降龙涎二醇的存在,能诱使BSA的微环境和构象发生改变,降低BSA的稳定性。     

芦丁和阿魏酸与酪蛋白的相互作用研究

酚类物质与蛋白质的相互作用对富含酚类物质的功能性乳制品的稳定性及生物活性具有重要影响。通过光谱分析及抗氧化活性测定,研究了芦丁和阿魏酸与酪蛋白的相互作用机制。荧光光谱分析发现,芦丁和阿魏酸均能淬灭酪蛋白的内源荧光,淬灭方式为静态淬灭;热力学参数表明,芦丁与酪蛋白作用的驱动力为疏水作用,阿魏酸与酪蛋白作用的驱动力为疏水作用和氢键。紫外-可见光谱和同步荧光光谱表明,芦丁和阿魏酸的加入影响了酪蛋白中酪氨酸和色氨酸残基周围的微环境,从而引起酪蛋白的构象改变。傅里叶变换红外光谱和圆二色谱研究结果进一步表明,芦丁和阿魏酸使酪蛋白的二级结构发生了变化,但没有破坏其二级结构。     

大豆分离蛋白酶促聚集行为的表征

研究Quambalaria cyanescens天冬氨酸蛋白酶处理后大豆分离蛋白（soybean protein isolate,SPI）的水解度、浊度、组分及分子质量变化,利用激光扫描共聚焦显微镜（laser scanning confocal microscopy,LSCM）和原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）表征酶处理后大豆分离蛋白聚集行为。结果表明：SPI水解度、浊度在一定范围内随酶解时间的延长而增加,随后保持不变;酶处理使SPI的亚基解离,水解为较小分子质量的组分,并使SPI表面疏水性增强;内源荧光光谱与圆二色光谱结果表明酶解改变了SPI的天然结构,导致SPI内部氨基酸残基及疏水基团的暴露。通过LSCM观察酶诱导的SPI聚集过程,结合AFM的观察结果表明：随处理时间的延长,SPI发生了更广泛的聚集行为,并产生了更大的不规则、不连续聚集体。     

苦丁皂苷L、苦丁皂苷N与牛血清白蛋白的相互作用研究

为研究不同温度下苦丁皂苷L(kudinoside L)、苦丁皂苷N(kudinoside N)与牛血清白蛋白(BSA)间结合和转运的机制及BSA二级结构变化情况。采用荧光光谱法研究kudinoside L、kudinoside N与BSA间荧光猝灭机制;采用圆二色谱法研究BSA二级结构的变化情况。结果表明kudinoside L、kudinoside N均能有效猝灭BSA内源荧光,猝灭类型为动态猝灭,分子间作用力主要为疏水作用,两个化合物与BSA各形成1个结合位点。此外,kudinoside L与BSA结合后,BSA中的α-螺旋和β-折叠含量增加;kudinoside N与BSA结合后,BSA中α-螺旋和无规卷曲含量减少,表明上述两种皂苷与BSA结合后,BSA内部结构环境均发生了改变。     

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。     

大豆皂苷Ⅰ抑制唾液酸转移酶的分子机理研究

从晶体结构出发,应用分子对接和结合自由能分析,研究了唾液酸转移酶(Sialyltransferase,ST)与其抑制剂大豆皂苷Ⅰ的相互作用机理,确定了它们的作用位点、作用力类型及大小。结果表明:范德华力和静电相互作用是复合物形成的主要驱动力,极性溶剂化能则起相反作用;8个氨基酸残基Gly149、Ser151、Met172、Asn173、Phe292、Trp300、His301、Ser325与大豆皂苷Ⅰ形成疏水相互作用,11个氨基酸残基Asn150、Tyr194、Ser271、Thr272、Gly273、Ile274、Gly291、Gly293、His302、Glu305、Glu324与大豆皂苷Ⅰ形成氢键作用;大豆皂苷Ⅰ占据了ST与底物胞苷一磷酸-β-N-乙酰神经氨酸相互作用的12个氨基酸残基中的11个,可起到竞争性抑制的作用。     

乳蛋白对甜菜红苷热稳定性的影响

以甜菜红苷(Bt)为对象，采用-荧光光谱、傅里叶变换红外光谱以及圆二色谱技术分析乳清蛋白(WP)和牛血清白蛋白(BSA)与Bt作用生成的复合物中乳蛋白组分对Bt热稳定性的影响。结果表明:添加WP和BSA能有效抑制甜菜红苷的热降解作用，其中WP对甜菜红苷的保护作用优于BSA。同时，体系环境的pH值变化也明显影响甜菜红苷的热降解，在pH 5.0时甜菜红苷复合物的半衰期最长，其中Bt-WP复合物的半衰期达2.99 h。荧光光谱、傅里叶变换红外光谱以及圆二色谱分析表明，复合物中Bt组分的作用导致WP和BSA发生静态荧光猝灭，WP和BSA色氨酸残基和酪氨酸残基所处微环境的疏水性减弱，极性变强。此外，添加Bt使两种蛋白质的构象结构发生改变，酰胺Ι带和酰胺Ⅱ带的特征峰位置改变，二级结构中各类构象组成发生不同程度的变化。     

卵白蛋白与油酸相互作用的光谱学分析

运用荧光光谱、同步荧光光谱、傅里叶变换红外光谱和圆二色谱研究卵白蛋白与油酸相互作用的方式及机理。结果表明,油酸与卵白蛋白相互作用导致卵白蛋白荧光猝灭,猝灭方式由动态猝灭（未加热处理）转变为静态猝灭（加热处理）,其相互作用力为疏水作用和氢键,且随着油酸浓度的增大,相互作用力增强。与油酸相互作用后,卵白蛋白酪氨酸残基和色氨酸残基的荧光光谱蓝移,α-螺旋和β-转角的含量减少,β-折叠含量增加;而无规卷曲的含量增大（油酸与卵白蛋白物质的量比为10∶1）。综上所述,油酸与卵白蛋白间通过疏水作用和氢键发生相互作用,导致卵白蛋白二级结构发生变化。     

黄曲霉毒素G_1与人血清白蛋白的结合机理及分子对接

在模拟人体血液p H 7.4的条件下,用分子对接及其荧光光谱、3D荧光、圆二色谱等方法研究黄曲霉毒素G1(aflatoxin G_1,AFG_1)与人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)的相互作用。结果发现,根据双对数方程得出AFG1与HSA结合反应猝灭机制为静态猝灭,4个温度条件下结合常数数量级均为104,结合位点数近似为1。通过分子对接和热力学参数计算,AFG1结合在HSA的ⅠB疏水腔中,二者结合力主要为疏水作用和氢键。通过研究体内金属离子对AFG1-HSA反应的影响,Fe~(3+)、Mg~(~(2+))能增大AFG1对HSA的亲和力,而Zn~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)离子则能大大降低AFG1与HSA的亲和力。基于F?rster’s能量转移,二者反应距离为3.26 nm。3D荧光结果显示,二者的结合反应使HSA生色团氨基酸残基疏水性增加,二级结构发生改变;圆二色谱结果表明,加入AFG1使得HSA的α-螺旋含量增加。     

溶菌酶与胭脂红作用的光谱法研究

在pH7.0的PBS缓冲液中,采用荧光发射光谱研究了溶菌酶与胭脂红相互作用的发射光谱特征,计算了不同温度下二者结合常数KA、结合位点数n、热力学参数△GΘ、△SΘ、△HΘ及室温下溶菌酶与胭脂红的能量转移距离。考察了不同表面活性剂和离子液体存在下溶菌酶与胭脂红结合常数的变化情况。结果显示,胭脂红有效猝灭溶菌酶内源荧光是通过范德华力和氢键作用,使溶菌酶分子与胭脂红分子结合为配合物造成的。同步荧光、瑞利共振散射光谱研究显示:与胭脂红相互作用后,溶菌酶的色氨酸和酪氨酸残基位于疏水性比较弱的区域。     

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。