几种有机小分子及其稀土配合物与牛血清白蛋白结合作用的光谱法研究

论文摘要

血清白蛋白是血浆中含量最丰富的蛋白质,有许多生理学功能,它可以同许多内源性、外源性物质结合,在体内起着存储和转运作用。研究药物或小分子与血清白蛋白的相互作用机理和作用过程,在药物代谢动力学上具有重要意义,已经成为生命科学、化学和临床医学科研领域的重要课题之一。本论文基于开展小分子与蛋白质相互作用的意义及国内外研究趋势,综合利用多种光谱技术,分别研究了模拟生理条件下1-苯基-3-（6-香豆素基）磺酰脲（SU22）、3-L酰乙酰基-4-羟基香豆素（H2aac）及其La（Ⅲ）配合物La（Haac）3、N2-（2″-羟基苯甲酰基）-N-（4′-甲苯磺酰胺基）甲酰肼（M）及其Sm（Ⅲ）配合物（SmM3（NO3）3,以SmL3表示）、N-邻羟基苯甲烯基-3-氨基香豆素（SAC）与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用。研究内容共分为四个部分:1.研究了SU22与BSA的相互作用,证明SU22对BSA的荧光淬灭机理属于形成了复合物的静态淬灭,结合位点数约等于1,复合物的形成常数达到1.569×105L·mol-1,说明二者具有较强的结合,SU22能够被BSA所储存和转运。热力学参数显示二者之间主要以氢键和范德华力结合,利用Forster理论计算出SU22与BSA色氨酸残基的距离为3.20nm,通过CD和FTIR光谱发现SU22使BSA的构象发生了变化。2.用相似的方法证明H2aac或La（Haac）3对BSA的荧光淬灭属于静态淬灭,结合位点数都约等于1,形成常数分别为2.236×105L·mol-1和4.085×105L·mol-1,说明二者与BSA具有较强的结合,都能够被BSA所储存和转运,而配合物的结合力更强。H2aac与BSA主要以疏水作用结合,La（Haac）3与BSA主要以疏水和静电作用结合。利用Forster理论计算出二者与色氨酸残基的距离分别为3.48nm和3.35nm。标记物竞争实验表明H2aac在BSA的SiteⅡ结合,La（Haac）3在SiteⅠ结合。通过CD和FTIR光谱发现二者使BSA的构象发生了变化。3.研究了模拟生理条件下M或SmL3与BSA的相互作用,证明它们与BSA形成了复合物,结合位点数都约等于1,形成常数分别为1.294×105L·mol-1和1.465×105L·mol-1,说明二者与BSA具有较强的结合,M形成配合物SmL3后与BSA的结合力变强但程度不大。M与BSA主要以氢键和范德华力结合,而SmL3主要以疏水和静电作用结合。利用Forster理论计算出M或SmL3与BSA色氨酸残基的距离分别为3.83nm和3.71nm。标记物竞争实验表明M在BSA的SiteⅠ结合,SmL3在SiteⅡ结合。同步荧光表明它们使BSA色氨酸残基附近的微环境极性增加。通过CD光谱发现二者使BSA的构象发生了变化,均使BSA的α-螺旋结构含量减少。4.荧光和紫外光谱证明SAC对BSA的荧光淬灭机理属于静态淬灭,结合位点数约为1,SAC-BSA复合物的形成常数KA达到1.632×105L·mol-1,说明二者具有较强的结合,SAC能够被BSA所储存和转运。热力学参数显示它们主要以氢键和范德华力结合。计算出SAC距离色氨酸残基3.61nm,SAC在BSA的SiteⅠ位结合。同步荧光表明SAC使BSA的构象发生了变化,酪氨酸残基附近的微环境极性减小,CD光谱研究发现SAC与BSA结合使BSA的α-螺旋结构含量减少。通过这些研究发现:不同的化合物由于结构差异,与BSA在结合力类型、结合力强度、结合位置上都产生了明显的差异,使BSA的构象产生不同程度的扰动;配体在形成金属配合物后与BSA的结合力变强,结合力类型变得更为多样,结合位置也存在差别。本论文从分子水平的角度探讨了小分子与血清白蛋白分子之间相互作用的机理,对于认识它们之间相互作用的一般规律具有重要意义,对新型药物的设计具有参考和借鉴价值。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• 1.1 血清白蛋白
• 1.1.1 血清白蛋白的结构
• 1.1.2 血清白蛋白的生理功能
• 1.2 小分子物质与蛋白质相互作用的研究方法以及研究进展
• 1.2.1 紫外可见吸收光谱研究
• 1.2.2 荧光光谱法研究
• 1.2.2.1 荧光淬灭法
• 1.2.2.2 同步荧光光谱法
• 1.2.3 圆二色性光谱法（CD）和傅立叶变换红外光谱法（FTIR）研究
• 1.2.3.1 圆二色性光谱法
• 1.2.3.2 傅立叶变换红外光谱法（FTIR）研究
• 1.3 稀土的药理作用
• 1.4 本文的研究内容和意义
• 参考文献
• 第二章 1-苯基-3-（6-香豆素基）磺酰脲与牛血清白蛋白相互作用的光谱法研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 SU22对BSA内源荧光的淬灭机理
• 2.3.2 SU22与BSA之间的主要结合力类型
• 2.3.3 SU22与BSA作用的结合位点数
• 2.3.4 SU22与BSA肽链中色氨酸残基的距离
• 2.3.5 SU22对BSA构象的影响
• 2.3.5.1 圆二色性光谱
• 2.3.5.2 红外光谱
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 3-乙酰乙酰基-4-羟基香豆素及其La（Ⅲ）配合物与牛血清白蛋白的相互作用的光谱法研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 2aac及La（Haac）₃对BSA内源荧光的淬灭机理'>3.3.1 H₂aac及La（Haac）₃对BSA内源荧光的淬灭机理
• 2aac或La（Haac）₃与BSA的主要结合力类型'>3.3.2 H₂aac或La（Haac）₃与BSA的主要结合力类型
• 2aac及La（Haac）₃与BSA作用的结合位点数'>3.3.3 H₂aac及La（Haac）₃与BSA作用的结合位点数
• 2aac或La（Haac）₃与BSA色氨酸残基间的距离'>3.3.4 H₂aac或La（Haac）₃与BSA色氨酸残基间的距离
• 2aac或La（Haac）₃在BSA上的结合部位'>3.3.5 H₂aac或La（Haac）₃在BSA上的结合部位
• 2aac或La（Haac）₃对BSA构象的影响'>3.3.6 H₂aac或La（Haac）₃对BSA构象的影响
• 3.3.6.1 圆二色性光谱
• 3.3.6.2 红外光谱
• 3.4 结论
• 参考文献
• 2-（2″-羟基苯甲酰基）-N-（4′-甲苯磺酰胺基）甲酰肼及Sm（Ⅲ）配合物与牛血清白蛋白的相互作用的光谱法研究'>第四章 N²-（2″-羟基苯甲酰基）-N-（4′-甲苯磺酰胺基）甲酰肼及Sm（Ⅲ）配合物与牛血清白蛋白的相互作用的光谱法研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 3对BSA内源荧光的淬灭机理'>4.3.1 配体M及其配合物SmL₃对BSA内源荧光的淬灭机理
• 3与BSA之间的主要结合力类型'>4.3.2 M或SmL₃与BSA之间的主要结合力类型
• 3与BSA作用的结合位点数'>4.3.3 M或SmL₃与BSA作用的结合位点数
• 3与BSA色氨酸残基间的距离'>4.3.4 M或SmL₃与BSA色氨酸残基间的距离
• 3在BSA上的结合部位'>4.3.5 M或SmL₃在BSA上的结合部位
• 3对BSA构象的影响'>4.3.6 M或SmL₃对BSA构象的影响
• 4.3.6.1 同步荧光光谱
• 4.3.5.2 圆二色性光谱
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 N-邻羟基苯甲烯基-3-氨基香豆素与牛血清白蛋白相互作用的光谱法研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂与仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 SAC对BSA内源荧光的淬灭机理
• 5.3.2 SAC与BSA之间的主要结合力类型
• 5.3.3 SAC与BSA作用的结合位点数
• 5.3.4 SAC与BSA色氨酸残基间的距离
• 5.3.5 SAC在BSA上的结合部位
• 5.3.6 SAC对BSA构象的影响
• 5.3.6.1 同步荧光光谱
• 5.3.6.2 圆二色性光谱
• 5.4 结论
• 参考文献
• 硕士研究生期间发表的论文
• 致谢