多种测试手段研究小分子与血清白蛋白的作用

论文摘要

本论文共分为五个部分,首先对近年来小分子与血清白蛋白相互作用的现状进行综述,接下来分章阐述本人在小分子与血清白蛋白（serum albumin, SA）相互作用领域所做的工作。光谱法和其他方法手段在小分子与生物分子相互作用中的应用也越来越广泛,然而结合化学计量学来研究两者作用的报道还相对比较少。本论文就尝试在此领域进行一部分工作。第一部分：本节首先简要介绍了血清白蛋白的结构、功能以及性质,然后阐述了小分子与SA作用的研究的意义,然后介绍了研究内容和研究手段。综述了最新研究的进展,化学计量学在研究中的应用,以及研究的前景展望。第二部分：本节用荧光光谱法研究在模拟人体生理pH条件下多巴酚丁胺与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用。结果表明,多巴酚丁胺对BSA内源性荧光有较强的猝灭作用,且猝灭类型为静态猝灭。根据猝灭结果求得了298K、301K和304K三个不同温度下多巴酚丁胺与牛血清白蛋白结合作用的结合位点数、结合常数以及反应的热力学参数,由此确定出两者之间的主要作用力为疏水作用力。本文进而应用竞争实验确定了多巴酚丁胺在BSA上的结合位点为Ⅱ位。用同步荧光光谱法探讨多巴酚丁胺对BSA构象的影响。第三部分：在人体生理条件下,应用荧光光谱法研究阿司匹林、布洛芬与BSA的相互作用,结果表明阿司匹林与布洛芬对BSA的内源性荧光均有猝灭作用,且当阿司匹林与BSA比例为2：1,布洛芬与BSA比例为3：1时达到平衡,通过荧光光谱数据计算得出的热力学参数可知阿司匹林与BSA的相互作用力为范德华力和氢键。以华法林和安定为探针的位点竞争实验得出阿司匹林主要结合在位点Ⅱ上,但也有少数结合在位点Ⅰ上。应用三维荧光光谱和平衡因子分子法（PARAFAC）研究阿司匹林、布洛芬与BSA的结合竞争表明布洛芬的竞争能力强于阿司匹林,布洛芬使得阿司匹林-BSA复合物中的阿司匹林被竞争出来。第四部分：抗癌药物苯达莫司汀、地塞米松与BSA的研究是在pH=7.4条件下借助于荧光紫外等光谱手段进行的。荧光猝灭实验得到猝灭机理为静态猝灭,生成的复合物BSA-BDM得到其结合常数和结合位点数分别为5.14×105Lmol-1和1。应用多元曲线校正交替最小二乘法（MCR-ALS）运算,得出生成复合物BSA-BDM与前面得到生成复合物的结论进行相互证明。应用位点Ⅰ探针（华法林）和位点Ⅱ探针（布洛芬）对两种药物分别进行位点竞争实验,结果表明两种抗癌药物均结合在位点Ⅰ并且BDM的结合常数相对大些。应用三维荧光光谱结合PARAFAC对BSA, BDM,DXM三元体系进行解析得到当DXM加入到BDM-BSA复合物中,DXM会取代BDM而释放出来。第五部分：采用紫外光谱法,荧光光谱法,红外光谱法和电化学方法综合研究四种抗氧化剂与BSA的相互作用。通过一系列的对比实验得到功能相同,结构相似的四种抗氧化剂与BSA相互作用的差异。通过单纯的紫外光谱图初步判断四种抗氧化剂与BSA之间的作用。应用荧光光谱更加确定两者之间的相互作用。红外光谱法得到了四种抗氧化剂对血清白蛋白二级结构的改变情况,改变大小为BHA>BHT>PG>TBHQ,通过电化学方法进一步研究可能发生的大分子与小分子的包裹现象而使其结构的改变。最后应用化学计量学（MCR-ALS）方法得到的浓度趋势图进一步直观得知四种抗氧化剂与BSA相互作用的差异。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分：绪论
• 1.1 引言
• 1.2 血清白蛋白的介绍
• 1.2.1 血清白蛋白的功能及结构
• 1.2.2 研究血清白蛋白与小分子相互作用的意义
• 1.3 血清白蛋白与小分子相互作用研究内容及所有方法
• 1.3.1 荧光猝灭机理及一些参数计算
• 1.3.2 血清白蛋白构象变化的研究
• 1.3.3 结合距离和结合位点的确定
• 1.4 血清白蛋白与小分子相互作用研究现状及进展
• 1.4.1 血清白蛋白与药物的相互作用
• 1.4.2 血清白蛋白与中药活性成分的相互作用
• 1.4.3 血清白蛋白与金属离子的相互作用
• 1.4.4 血清白蛋白与多种药物的相互作用
• 1.4.5 血清白蛋白与一些新材料新技术的相互作用
• 1.5 化学计量学在血清白蛋白与小分子相互作用研究中的应用
• 1.6 血清白蛋白与小分子相互作用研究展望
• 1.7 参考文献
• 第二部分：荧光光谱法探究多巴酚丁胺与BSA的相互作用
• 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 多巴酚丁胺对BSA内源性荧光的猝灭光谱
• 2.3.2 多巴酚丁胺与BSA猝灭类型及猝灭常数的确定
• 2.3.3 多巴酚丁胺与BSA作用的热力学参数及结合数的计算
• 2.3.4 结合力类型的确定
• 2.3.5 竞争实验确定多巴酚丁胺与BSA结合位点
• 2.3.6 同步荧光光谱法研究多巴酚丁胺与BSA构象的影响
• 2.3.7 pH值对多巴酚丁胺与BSA作用的影响
• 2.4 结论
• 2.5 参考文献
• 第三部分：生物大分子与不同药物小分子的竞争结合
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器
• 3.2.2 材料与试剂
• 3.2.3 实验过程
• 3.2.4 化学计量学理论
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 阿司匹林和布洛芬对BSA内源性荧光的猝灭
• 3.3.2 阿司匹林与BSA体系的作用机理
• 3.3.3 结合常数和结合为点数
• 3.3.4 热力学参数和作用力类型
• 3.3.5 阿司匹林在BSA上的位点竞争实验
• 3.3.6 借助PARAFAC解析三维荧光光谱矩阵
• 3.4 结论
• 3.5 参考文献
• 第四部分：血清白蛋白与两种抗癌药物的结合竞争
• 4.1 引言
• 4.2 材料及方法
• 4.2.1 仪器和试剂
• 4.2.2 测量方法
• 4.2.3 实验步骤
• 4.2.4 化学计量学方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 紫外吸收光谱和荧光光谱的MCR-ALS解析
• 4.3.2 BSA和BDM的进一步研究
• 4.3.3 地塞米松对BSA与苯达莫司汀相互作用的影响
• 4.3.4 苯达莫司汀,地塞米松在BSA上结合位点的研究
• 4.3.5 三维荧光光谱研究苯达莫司汀,地塞米松和BSA之间的竞争性结合
• 4.4 结论
• 4.5 参考文献
• 第五部分：四种抗氧化剂与BSA作用的对比研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器和试剂
• 5.2.2 实验过程
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 四种抗氧化剂与BSA的紫外光谱法研究
• 5.3.2 荧光猝灭法研究四种抗氧化剂与BSA的相互作用
• 5.3.3 红外光谱法研究四种抗氧化剂对BSA构象的改变
• 5.3.4 四种抗氧化剂的电化学行为研究
• 5.3.5 MCR-ALS解析结果
• 5.4 结论
• 5.5 参考文献
• 作者已发表及待投寄的论文
• 致谢