有机农药分子与牛血清白蛋白相互作用研究

论文摘要

小分子与生物大分子相互作用是研究所有生命过程经常涉及的基本问题之一,而农药小分子与生物大分子间的相互作用研究尚未得到普遍重视,本论文应用荧光光谱法、紫外-可见分光光谱法等现代分析技术对农药小分子与生物大分子牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）的相互作用进行了研究。论文主要包括三个方面的内容:1、简要介绍了蛋白质的结构、功能和性质;综述了不同药物小分子与蛋白质相互作用的研究方法、研究现状,并特别介绍了农药小分子与BSA之间作用的研究理论及现状。2、探讨了三种拟除虫菊酯类农药小分子对BSA的荧光猝灭作用,经处理实验数据得出三种农药小分子均以动态猝灭方式猝灭BSA的内源荧光;非辐射能量转移也是导致农药小分子对BSA内源荧光猝灭的原因之一;由热力学参数推断出氢键或Van derWall s力是CYH,FVR与BSA之间的主要作用力,疏水作用力是FPR与BSA之间的主要作用力。对以上各种作用信息总结推测出拟除虫菊酯类农药分子结构中的烯丙基氟离子,多甲基结构及氯苯基可能是农药-BSA之间的相互作用基团,且烯丙基氟离子,多甲基结构可能对反应起促进作用,氯苯基可能对反应起阻碍作用。金属离子,外加剂对拟除虫菊酯类小分子-BSA之间的作用的影响实验表明,金属离子,外加剂存在时,农药小分子-BSA之间作用的猝灭常数,结合常数,结合位点数,结合距离,能量转移效率,作用力类型等,均发生了不同程度的变化,说明金属离子,外加剂的参与对拟除虫菊酯类农药小分子-BSA之间的作用产生了一定程度的影响。3、研究了取代脲类小分子-BSA之间的各种作用信息,结果表明,DUR,LNR以动态猝灭的方式猝灭BSA的内源荧光,而FNR与BSA之间形成不发荧光的复合物使其荧光猝灭;根据结合反应的热力学参数推断出三种农药小分子与BSA之间的作用过程是一个熵增加、Gibbs自由能降低的自发分子作用过程,疏水作用力是DUR,LNR与BSA之间的主要作用力,而静电作用力是FNR与BSA之间的主要作用力,这一现象促使FNR与BSA之间的相互作用增强,K值相对增大;同步信息表明三种农药小分子结构变化对BSA分子结构没有产生明显影响。无机离子影响下取代脲类小分子-BSA之间的结合反应实验结果表明,298K条件下,离子的参与明显增大了DUR-BSA、LNR-BSA之间的猝灭常数及结合常数,却明显降低了FNR-BSA之间的猝灭常数;结合反应的热力学参数结果表明,离子参与下,三种农药小分子与BSA的作用过程仍是自发超分子作用的过程,且离子的参与对农药-BSA之间的主要作用力类型及大小产生了不同程度的影响;农药-Me的紫外吸收光谱显示,离子与农药之间有一定的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 药物小分子与牛血清白蛋白相互作用概述
• 1.1 引言
• 1.2 蛋白质结构的基本信息
• 1.2.1 蛋白质的分子结构
• 1.2.1.1 蛋白质的一级结构
• 1.2.1.2 蛋白质的二级结构
• 1.2.1.3 蛋白质的三级结构
• 1.2.1.4 蛋白质的四级结构
• 1.2.2 维持蛋白质结构的主要作用力
• 1.2.2.1 氢键
• 1.2.2.2 疏水作用力
• 1.2.2.3 盐键
• 1.2.2.4 范德华力
• 1.2.3 牛血清白蛋白
• 1.3 药物小分子与牛血清白蛋白相互作用的研究方法
• 1.3.1 紫外-可见吸收光谱法
• 1.3.2 荧光光谱法
• 1.3.2.1 荧光猝灭法
• 1.3.2.2 荧光增强法
• 1.3.2.3 荧光探针
• 1.3.2.4 荧光偏振
• 1.3.2.5 其他荧光方法
• 1.3.3 红外光谱法
• 1.3.4 圆二色光谱
• 1.3.5 电化学技术
• 1.3.6 其他方法
• 1.4 药物小分子与牛血清白蛋白相互作用的信息
• 1.4.1 猝灭类型
• 1.4.2 相互作用模型
• 1.4.2.1 位点结合模型
• 1.4.2.2 专一性和非专一性模型
• 1.4.2.3 相分配模型
• 1.4.3 结合常数和结合位点数的确定
• 1.4.4 结合距离
• 1.4.5 结合力的确定
• 1.4.6 构效关系研究
• 1.4.7 分子结构的变化
• 1.5 药物（含农药）小分子与蛋白质研究现状及展望
• 1.6 课题来源和选题意义
• 1.6.1 课题来源
• 1.6.2 选题意义
• 参考文献
• 第二章 拟除虫菊酯类农药小分子与牛血清白蛋白的相互作用的光谱法研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要仪器与试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 荧光猝灭光谱
• 2.3.2 荧光猝灭机理
• 2.3.3 吸收光谱
• 2.3.4 结合常数及结合位点数
• 2.3.5 结合距离
• 2.3.6 相互作用力类型
• 2.3.7 同步荧光扫描图
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 金属离子对拟除虫菊酯类农药小分子与牛血清白蛋白相互作用的影响
• 3.1 引言
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 对荧光猝灭光谱的影响
• 3.2.2 对荧光猝灭机理的影响
• 3.2.3 对结合常数与结合位点数的影响
• 3.2.4 对结合距离的影响
• 3.2.5 对相互作用力类型的影响
• 3.2.6 对BSA分子结构的影响
• 3.2.7 金属离子可能的参与方式
• 3.3 结论
• 参考文献
• 第四章 外加剂对拟除虫菊酯类农药小分子与牛血清白蛋白相互作用的影响
• 4.1 引言
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 对荧光猝灭光谱的影响
• 4.2.2 对猝灭机理的影响
• 4.2.3 对结合常数与结合位点数的影响
• 4.2.4 对结合距离的影响
• 4.2.5 对相互作用力类型的影响
• 4.2.6 对BSA分子结构的影响
• 4.3 结论
• 参考文献
• 第五章 取代脲类农药小分子与牛血清白蛋白之间的结合反应研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 主要仪器与试剂
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 荧光猝灭光谱
• 5.3.2 荧光猝灭机理
• 5.3.3 吸收光谱
• 5.3.4 结合常数及结合位点数
• 5.3.5 相互作用力类型
• 5.3.6 同步荧光光谱
• 5.4 结论
• 参考文献
• 第六章 离子对取代脲类农药小分子与牛血清白蛋白结合反应的影响
• 6.1 引言
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 对荧光猝灭光谱的影响
• 6.2.2 对猝灭机理的影响
• 6.2.3 对结合常数与结合位点数的影响
• 6.2.4 对作用力类型的影响
• 6.2.5 对BSA分子结构的影响
• 6.2.6 离子的可能参与方式
• 6.3 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 致谢