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光谱法研究黄酮类药物与溶菌酶的相互作用

作　者: 侯文芬
导　师: 田建袅
学　校: 广西师范大学
专　业: 分析化学
关键词: 溶菌酶黄酮类荧光猝灭荧光寿命构象酶活性
分类号: R285
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在生物体中,蛋白质是必不可少的生命活性物质,在生命活动中起着重要的作用。溶菌酶是一种广泛分布于生物体内的小分子碱性蛋白,常用作一种模拟体系,用于研究蛋白质的空间构象。黄酮类药物具有多种多样的药理活性,如抗氧化、抗病毒、抗癌、抗肿瘤和抗菌抗炎症等活性。研究药物与生物大分子的相互作用对寻找药物的靶分子,新型药物设计,抗癌药物的药理和毒理的研究等方面都有重要的参考价值。本论文主要以荧光光谱、时间分辨荧光光谱、紫外可见光谱、同步荧光光谱、圆二色谱为研究手段,对溶菌酶与黄酮类药物小分子黄芩素、白杨素和杨梅素之间的相互作用进行研究,得出了蛋白质与药物分子间相互作用的荧光猝灭机理、结合常数和结合位点数、热力学参数;两者之间的结合距离;还考察了黄酮类药物小分子对溶菌酶构象、溶菌酶活性的影响以及溶液的pH值、金属离子和脲存在下对结合反应的影响。本论文共分四部分。论文的第一部分主要概述了蛋白质与小分子物质相互作用的研究意义以及常用的研究方法,列出本论文研究的主要内容。论文的第二部分首先利用荧光光谱法研究模拟生理条件下黄芩素与溶菌酶的相互作用,实验结果表明,在黄芩素较低浓度时,黄芩素对溶菌酶的猝灭机制为静态猝灭;较高浓度时可能为复合猝灭。时间分辨荧光光谱法测量荧光寿命证实荧光猝灭以静态猝灭为主。在黄芩素浓度较低时,黄芩素与溶菌酶的结合常数为1.636×106 L/mol。体系的焓变(ΔH0)和熵变(ΔS0)分别为67.84 kJ/mol和338 J/mol·K,结果说明黄芩素与溶菌酶之间主要以疏水作用力相结合。根据F?rster非辐射能量转移理论,两者之间的结合距离r为4.19nm。利用同步荧光光谱、紫外吸收光谱和圆二色光谱考察了黄芩素对溶菌酶构象的影响,发现黄芩素能使溶菌酶的α-螺旋结构的含量增加。论文第三部分利用荧光光谱法和荧光寿命结合研究了白杨素对溶菌酶的荧光猝灭机理,推断出白杨素对溶菌酶的猝灭以静态猝灭为主。在模拟生理条件下,白杨素与溶菌酶的结合常数为1.298×105 L/mol,两者之间存在一个结合位点,体系的焓变(ΔH0)和熵变(ΔS0)分别为-68.64 kJ/mol和-123.96 J/mol·K,得出结合力主要是范德华力或氢键。求算出分子间的结合距离r为2.47nm。同步荧光光谱、紫外吸收光谱和圆二色谱结果表明白杨素可使溶菌酶构象发生变化。论文第四部分利用荧光光谱法结合荧光寿命研究杨梅素与溶菌酶的相互作用,确证了杨梅素对溶菌酶的荧光猝灭为静态猝灭过程,并测定出三个不同温度下的猝灭常数。由求得的热力学参数,证明了分子间作用力以范德华力或氢键为主,根据F?rster非辐射能量转移理论,计算出分子间的结合距离r为4.77nm。同步荧光光谱、紫外吸收光谱和圆二色谱表明,杨梅素的存在对溶菌酶的二级结构产生影响,其中α-螺旋结构的含量减少。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-27
  1.1 药物分子和蛋白质相互作用的研究意义  10
  1.2 近代研究方法  10-13
    1.2.1 光谱方法  10-12
    1.2.2 其它方法  12-13
  1.3 药物分子与蛋白质相互作用的研究内容  13-16
    1.3.1 荧光猝灭机理研究  13
    1.3.2 结合常数的测定  13-15
    1.3.3 复合猝灭  15
    1.3.4 热力学参数与作用力类型的确定  15
    1.3.5 确定结合部位  15-16
  1.4 溶菌酶  16-17
  1.5 药物小分子与溶菌酶相互作用研究进展  17-18
  1.6 黄酮类药物小分子与蛋白质作用的研究现状  18-20
  1.7 本论文研究的主要内容  20
  参考文献  20-27
第二章黄芩素与溶菌酶相互作用的光谱法研究  27-48
  2.1 前言  27
  2.2 实验部分  27-29
    2.2.1 仪器与试剂  27-28
    2.2.2 实验方法  28-29
  2.3 结果与讨论  29-44
    2.3.1 黄芩素对溶菌酶荧光光谱的影响  29-30
    2.3.2 荧光猝灭机理  30-32
    2.3.3 荧光寿命研究  32-34
    2.3.4 结合常数和结合位点数  34-35
    2.3.5 作用力类型的确定  35-36
    2.3.6 结合距离的计算  36-37
    2.3.7 黄芩素对溶菌酶构象的影响  37-40
      2.3.7.1 同步荧光光谱  37-38
      2.3.7.2 紫外-可见吸收光谱  38-39
      2.3.7.3 圆二色谱  39-40
    2.3.8 酶活力的测定  40-41
    2.3.9 其他条件的影响  41-44
      2.3.9.1 pH 值对结合反应的影响  41
      2.3.9.2 金属离子对结合反应的影响  41-42
      2.3.9.3 脲变性对黄芩素与溶菌酶相互作用的影响  42-44
  2.4 小结  44
  参考文献  44-48
第三章白杨素与溶菌酶相互作用的光谱法研究  48-64
  3.1 前言  48
  3.2 实验部分  48-50
    3.2.1 仪器与试剂  48-49
    3.2.2 实验方法  49-50
  3.3 结果与讨论  50-61
    3.3.1 荧光光谱  50-51
    3.3.2 荧光猝灭机理研究  51-52
    3.3.3 荧光寿命  52-53
    3.3.4 结合常数和作用力类型  53-55
    3.3.5 结合距离的确定  55-56
    3.3.6 溶菌酶的构象变化  56-59
      3.3.6.1 同步荧光光谱  56-57
      3.3.6.2 紫外-可见吸收光谱  57-58
      3.3.6.3 圆二色谱  58-59
    3.3.7 酶活力的测定  59-60
    3.3.8 其他条件的影响  60-61
      3.3.8.1 pH 值对结合反应的影响  60
      3.3.8.2 金属离子对结合反应的影响  60
      3.3.8.3 脲变性对溶菌酶与白杨素相互作用的影响  60-61
  3.4 小结  61
  参考文献  61-64
第四章杨梅素与溶菌酶相互作用的光谱法研究  64-80
  4.1 前言  64
  4.2 实验部分  64-66
    4.2.1 仪器与试剂  64-65
    4.2.2 实验方法  65-66
  4.3 结果与讨论  66-77
    4.3.1 荧光光谱  66-67
    4.3.2 荧光猝灭机理研究  67-69
    4.3.3 荧光寿命  69-70
    4.3.4 结合常数和热力学参数的计算  70-72
    4.3.5 结合距离的确定  72-73
    4.3.6 杨梅素对溶菌酶构象的影响  73-75
      4.3.6.1 同步荧光光谱  73-74
      4.3.6.2 紫外-可见吸收光谱  74
      4.3.6.3 圆二色谱  74-75
    4.3.7 酶活力的测定  75-76
    4.3.8 其他条件的影响  76-77
      4.3.8.1 pH 值对结合反应的影响  76
      4.3.8.2 金属离子对结合反应的影响  76-77
      4.3.8.3 脲变性对溶菌酶与杨梅素相互作用的影响  77
  4.4 小结  77-78
  参考文献  78-80
攻读硕士期间所完成的论文  80-81
致谢  81-82

光谱法研究黄酮类药物与溶菌酶的相互作用

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