中药有效成分与人血清白蛋白相互作用研究

小分子与生物大分子相互作用的研究是化学生物学的重要研究内容。目前研究较为广泛地是血清蛋白与药物分子的相互作用。血清白蛋白是血浆中含量最丰富的重要载体蛋白，它能与许多内源性和外源性物质广泛结合。研究药物与白蛋白的结合为药物分子结构与药效之间关系提供了有利的信息，是生命科学、化学及临床药理学的重要研究内容，已经成为引人注目的课题。随着分子生物学及各种仪器技术的发展，使得小分子与生物大分子相互作用的研究这一领域有了很大进展。许多以前不能进行该领域研究的方法也开始在蛋白质与小分子研究中发挥重要作用。基于研究生物大分子与小分子相互作用具有极其重要的意义，本博士论文在前人工作的基础上，主要进行了以下几方面的创新性研究： （1）利用荧光光谱法、圆二色谱法、红外光谱法以及分子模拟等多种方法相结合研究了异喹啉类生物碱，异黄酮类化合物以及大黄酸与人血清白蛋白的相互作用，获得了准确一致的信息； （2）根据Scatchard方程和Van't Hoff方程详细研究计算了异喹啉类生物碱以及大黄酸与蛋白质结合机理包括结合常数、结合位点数、结合区域、结合力。根据荧光偏振方法研究了异黄酮类化合物大豆苷元和刺芒柄花素与人血清白蛋白的作用机理； （3）利用数学方法（二阶导数，去卷积以及曲线拟合）对蛋白质红外光谱图进行解析，定量分析了不同药物与人血清白蛋白作用前后蛋白质二级结构变化； （4）利用分子对接方法研究了不同药物与蛋白质的作用模式，提出了药物与人血清白蛋白相互作用的分子模型，所得结果与竞争实验所得结果一致； （5）通过荧光分光光度计与流动注射装置的联用，利用瑞利共振光散射方法建立了定量测定人血清中蛋白质含量的新方法。 论文共分为五部分： 第一章：简要介绍了蛋白质的结构功能，综述了药物与蛋白质相互作用的研究方法，以及各种方法的原理和应用情况。 第二章：应用光谱法结合计算机模拟技术对人血清白蛋白与异喹啉类生物碱药根碱、小檗碱的相互作用进行了详细的研究。研究结果表明，人血清白蛋白与药根碱、小檗碱之间可以发生相互作用，而且有较强的结合，在296K时结合常数分别为7.278×10～4M-1与4.071×10～4M-1。红外光谱和圆二色谱研究表明异喹啉类生物碱的加入引起人血清白蛋白二级结构的变化，降低了血清的α-螺旋结构含量。荧光竞争实验以及分子对接研究表明药根碱和小檗碱的结合区域分别位于蛋白质的亚结构域ⅡA和亚结构域ⅢA中，主要通过疏水作用结合，但还包括静电作用力、氢键。 第三章：利用荧光光谱和荧光偏振研究了异黄酮化合物大豆苷元和刺芒柄花素与人血清白蛋白作用前后自身荧光强度以及各向异性值（r）的变化。研究发现人血清白蛋白的加入引起大豆苷元和刺芒柄花素荧光强度的增加。各向异性值随人血清白蛋白加入逐渐增加，当血清浓度达到一定程度r值趋于平缓。红外光谱研究表明异黄酮化合物的加入引起人血清白蛋白二级结构的变化。分子对接研究表明大豆苷元和刺芒柄花素的结合区域位于蛋白质的亚结构域ⅡA中，主要通过疏水作用结合，但还包括静电作用力、氢键的存在。 第四章：应用分子模拟和多种光谱手段在生理条件下对大黄酸与人血清白蛋白的相互作用进行了详细研究。研究结果表明，大黄酸与人血清白蛋白之间可以发生相互作用，而且有较强的结合，在303K时结合常数为4.93×10～5M-1。荧光光谱和同步荧光说明蛋白质与大黄酸的结合改变了蛋白质的微环境。红外光谱定量结果表明大黄酸与人血清白蛋白结合改变了蛋白质的构象。从热力学参数、计算机模拟以及荧光竞争研究结果可知，大黄酸主要与血清蛋白的亚区ⅡA结合，主要作用力为疏水作用力，同时也存在其它相互作用如氢键，静电作用。 第五章：分别以氨基黑10B和铬黑T作为荧光探针通过瑞利共振光散射与流动注射联用技术测定蛋白质。在较低的酸度范围内，蛋白质加入大大增强了荧光探针的散射强度。基于此，建立了一种方便、快速、选择性高的可用于测定人血清中蛋白质含量的瑞利散射新方法。与传统方法相比这种方法不仅快速、准确、灵敏，而且在测定期间不需从新配制溶液，可以连续进样，简化了实验操作。干扰物质对测定结果影响较小。这种联用技术为临床分析蛋白质提供了一种新的方法、并且拓宽了共振光散射技术的应用范。