光谱学技术探测磺胺类药物与人血清白蛋白的相互作用

发布时间：2017-08-20 12:36

  本文关键词：光谱学技术探测磺胺类药物与人血清白蛋白的相互作用

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【摘要】：磺胺类药物(Sulfonamides)是一类含有对氨基苯磺酰胺结构的化学合成抗菌药物的总称,被用于预防和治疗人与动物的多种细菌感染性疾病,具有抗菌范围广、疗效好、安全方便等优点。其中,磺胺甲恶唑(SMZ)是一种被用来治疗畜禽多种感染性疾病的广谱抗菌药,目前仍是医学和兽医学临床上常用的磺胺类药物,经常和左氧氟沙星(LVFX)等喹诺酮类抗菌药物联合使用提高药效。近几十年来,已有部分磺胺类药物被报道具有明显的副作用,例如磺胺甲噻二唑(STZ)、磺胺二甲基异恶唑(SIZ)、磺胺氯哒嗪(SCP)等。但因为磺胺类药物性质稳定,价钱低廉,使用便利,仍被普遍应用于动物饲养和水产养殖,然而磺胺类药物在体内能被快速吸收,作用和代谢时间较长,容易造成磺胺药物残留,经常食用会导致磺胺药物在体内蓄积,引起过敏、细菌耐药性、致畸及致癌等,损害人体健康。人血清白蛋白(HSA)是血浆中含量最多的蛋白质之一,作为载体与各种内源及外源物质相结合,影响配体的吸收、转运、分布和代谢过程。本文以HSA为模型,采用多种光谱学方法结合分子模拟技术探索了3种磺胺类药物与HSA的结合性质及对蛋白质结构功能的影响,并通过研究SMZ和LVFX单独和同时存在时与HSA的结合机理,探讨了SMZ与LVFX的协同作用。本研究对从分子水平上了解磺胺药物在体内的分布、转运、代谢及毒性作用或药理作用提供重要信息。本文主要内容如下:1.简单介绍了蛋白质的结构、生理功能及生物学性质,同时概述了小分子与蛋白质相互作用的主要研究方法。2.应用荧光光谱、紫外吸收光谱、圆二色谱和傅里叶红外光谱等方法,研究了人体生理条件下(pH 7.4)STZ与HSA的相互作用。荧光滴定结果表明,STZ通过氢键和范德华力与HSA形成复合物使HSA荧光发生静态猝灭,结合常数Ka达到105 L·mol-1,表明STZ与HSA有较强的亲合力,STZ在HSA上只有一个结合位点,结合于HSA亚结构域IIA(Site I位)。紫外吸收、同步荧光、表面疏水性实验、三维荧光、圆二色谱和傅里叶红外光谱分析表明,STZ与HSA相结合,诱导了HSA的部分二级结构发生了改变,使HSA表面疏水性增加,蛋白质α-螺旋和β-转角含量增加,β-折叠和无规则卷曲含量降低。3.联合采用多种光谱方法及分子模拟技术,在人体酸度(pH 7.4)条件下,测定了SIZ、SCP与HSA相互作用的结合模式及对HSA结构功能的影响。荧光猝灭结果表明,SIZ和SCP主要通过氢键和范德华力与HSA形成复合物,使HSA荧光发生静态猝灭,SIZ与HSA的亲和力大于SCP。位点竞争标记实验表明,SIZ、SCP在HSA上只有一个结合位点,即Site I位,分子模拟证实了上述结果。紫外、同步荧光、三维荧光、圆二色谱和红外光谱分析以及蛋白质表面疏水性测定显示,二者与HSA的结合,导致HSA的部分二级结构发生改变,多肽链部分伸展,结构松散,使α-螺旋含量降低,HSA表面疏水性降低。SIZ和SCP与HSA结合后,使HSA构象型态转变符合“二态模型”,其中SIZ诱导HSA结构变化的程度强于SCP。4.在模拟人体生理酸度条件下(pH 7.4),运用荧光、紫外和分子模拟技术,研究了SMZ、LVFX的协同作用。实验结果表明,SMZ和LVFX均主要通过氢键和疏水作用与HSA发生相互作用形成复合物,导致HSA的内源荧光发生静态猝灭。SMZ和LVFX在HSA上的主要结合位点均位于同一位点,site I位,LVFX与HSA的结合能力大于SMZ,二者共存分别小于二者单独与HSA的结合能力。同步荧光、圆二色谱及蛋白质表面疏水性测定显示,SMZ、LVFX与HSA结合均可诱导HSA的二级结构发生了部分改变,蛋白质多肽链部分伸展,结构松散,使α-螺旋含量降低,HSA表面疏水性升高。SMZ与LVFX同时使用产生协同作用。
【关键词】：磺胺类药物 左氧氟沙星 人血清白蛋白 相互作用 光谱学方法 分子模拟
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R969.2
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 缩写符号与代号11-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 引言12-13
• 1.2 蛋白质概述13-16
• 1.2.1 蛋白质的结构13-14
• 1.2.2 蛋白质的功能14-15
• 1.2.3 人血清白蛋白的结构与功能15-16
• 1.3 小分子与蛋白质相互作用研究方法16-21
• 1.3.1 光谱学方法16-19
• 1.3.2 其他方法19-21
• 1.4 选题意义与研究内容21-23
• 1.4.1 立题思路及选题意义21-22
• 1.4.2 研究内容22-23
• 第2章 磺胺甲噻二唑与人血清白蛋白的结合性质及对蛋白质构象的影响23-36
• 2.1 引言23-24
• 2.2 实验部分24-26
• 2.2.1 实验仪器与材料24
• 2.2.2 实验方法24-26
• 2.3 结果与讨论26-35
• 2.3.1 STZ对HSA的荧光猝灭机制26-27
• 2.3.2 作用力类型的确定27-28
• 2.3.3 结合常数及结合位点的确定28-29
• 2.3.4 STZ对HSA二级结构影响分析29-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 磺胺氯哒嗪、磺胺二甲异恶唑与人血清白蛋白的结合机理研究36-53
• 3.1 引言36-37
• 3.2 实验部分37-38
• 3.2.1 仪器与试剂37
• 3.2.2 实验方法37-38
• 3.3 结果与讨论38-52
• 3.3.1 SIZ/SCP对HSA的荧光猝灭38-40
• 3.3.2 热力学参数和作用力类型的确定40-41
• 3.3.3 结合位点的确定41-42
• 3.3.4 分子模拟研究42-45
• 3.3.5 SIZ/SCP对HSA构象的影响45-51
• 3.3.6 SIZ/SCP与HSA的结合反应对HSA构象型态变迁的影响51-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第4章 光谱法结合分子模拟研究磺胺甲恶唑与左氧氟沙星的协同作用53-69
• 4.1 引言53-54
• 4.2 实验部分54-55
• 4.2.1 主要仪器与试剂54
• 4.2.2 实验方法54-55
• 4.3 结果与讨论55-67
• 4.3.1 药物对HSA的荧光猝灭机理55-58
• 4.3.2 作用力类型的确定58-59
• 4.3.3 结合位点的确定59
• 4.3.4 分子模拟59-62
• 4.3.5 药物对HSA构象的影响62-67
• 4.4 本章小结67-69
• 第5章 结论与展望69-71
• 5.1 结论69
• 5.2 展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-79
• 攻读硕士期间的研究成果79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：706704