几种中药有效成分与生物大分子相互作用机制的光谱法及分子对接研究

发布时间：2020-05-27 01:28

【摘要】：当今,中药药理活性研究成为学者研究的重点项目之一。但由于中药成分复杂、体内活动的不确定性,使得人们对中药的研究变得非常困难。本文利用多种光谱技术、伏安法及分子对接技术研究了几种中药有效成分与生物大分子(血清白蛋白和DNA)的相互作用,对中药有效成分在生物体内的吸收、分布及代谢研究提供帮助。利用多光谱技术、分子对接技术及循环伏安法研究了漆黄素与牛血清白蛋白(BSA)和人血清白蛋白(HSA)的相互作用。结果表明,漆黄素对BSA/HSA的猝灭过程是静态猝灭。计算得到不同温度(293 K、303 K和313 K)下的结合常数与结合位点数。热力学参数结果表明漆黄素与BSA/HSA的相互作用主要是通过静电引力结合的。利用位点探针研究了漆黄素在BSA/HSA上的结合位点,表明了漆黄素在两种蛋白的sub-domain IIIA结合,利用分子对接技术进一步证明了这一结论。共存金属离子(K~+、Ca~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)和Fe~(3+))对漆黄素与BSA/HSA的结合基本没有影响。同步荧光光谱、圆二色光谱(CD)和傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)表明漆黄素的加入改变了BSA/HSA的二级结构。根据F?rster非辐射能量转移理论(FRET),计算得到漆黄素与BSA或HSA的结合距离分别为2.94和4.68 nm。循环伏安法同样表明了漆黄素与两种蛋白发生了相互作用。研究了三种黄酮类中药有效成分(圣草次苷、光甘草定和蔓荆子黄素)与BSA的相互作用。荧光光谱法和时间分辨荧光光谱法表明了三种中药有效成分对BSA的猝灭过程是静态猝灭。在291 K时,三种中药有效成分与BSA的结合常数分别为3.59×10~4(圣草次苷)、8.04×10~4(光甘草定)和9.92×10~4(蔓荆子黄素)L mol~(-1)。热力学参数结果表明,静电引力是三种中药有效成分与BSA结合的主要作用力。位点探针和分子对接技术研究结果表明圣草次苷、光甘草定和蔓荆子黄素结合在BSA的sub-domain IIA。此外,对三种中药有效成分对BSA的相互竞争结合进行探究,发现由于三种中药均结合在BSA的同一位点上,当一种中药与其它中药共存时,它会受到其它中药的影响,从而导致其与BSA的结合作用减弱。同步荧光光谱法表明三种中药有效成分的加入改变了BSA的微环境。FT-IR和CD表明三种中药有效成分与BSA的结合改变了BSA的二级结构。讨论了几种金属离子对体系结合的影响。计算了三种中药有效成分与BSA的结合距离,表明了三种中药有效成分与BSA发生静态猝灭作用的同时伴随着非辐射能量转移。采用光谱法、粘度法及循环伏安法研究了漆黄素与DNA的相互作用。荧光光谱和时间分辨荧光光谱结果表明DNA对漆黄素的猝灭过程是静态猝灭。计算得到不同温度下的结合常数。热力学参数结果表明范德华力或氢键作用是二者间的主要结合作用力。引入漆黄素后,DNA的粘度显著增加,DNA的熔解温度升高8°C;随着漆黄素浓度的增加,DNA的圆二色光谱正峰降低,负峰升高;单链DNA与漆黄素相互作用的结合能力更强;循环伏安法表明漆黄素在加入DNA后峰电位正移且峰电流降低;以上实验均表明了漆黄素与DNA结合模式为嵌插结合,分子对接实验更加证明了二者间是以嵌插方式相互结合。利用多种光谱技术、粘度法以及分子对接研究了两种萜类中药有效成分(橄榄苦苷和羽扇豆醇)与DNA的相互作用。荧光光谱实验和时间分辨荧光光谱实验表明了DNA对橄榄苦苷/羽扇豆醇的猝灭过程是静态猝灭。计算得到291 K下的结合常数分别为4.53×10~3和9.98×10~3 L mol~(-1)。通过范德霍夫方程计算得到熵变和焓变,结果表明橄榄苦苷/羽扇豆醇与DNA的主要结合作用力为静电引力。粘度法、熔解温度法、离子强度实验、单双链DNA对比法、圆二色光谱法、紫外光谱法和分子对接技术均表明橄榄苦苷/羽扇豆醇与DNA的结合模式为嵌插结合。
【图文】：

阻止药物的快速代谢，延长药物在人体中的作用时间[16]。因为这个过程是体内进行的，在作用机制上无法判断。因此在体外模拟人体生理环境，探究中药有效成分与生物大分子的相互作用具有重大意义。1.2 中药有效成分与生物大分子相互作用的研究方法生物大分子是生物体的基础物质，包括人体细胞内存在的蛋白质、核酸、多糖等大分子。它们几乎参与了生物体所有的生理活动。因此，研究中药有效成分与生物大分子的相互作用成为当今社会最热门的课题之一。1.2.1 血清白蛋白的概述

时两股链间距为 2 nm，，刚好容纳两个碱基对，但是 A=T 和 C≡G 互相配对。DNA 的主链结构是磷该模型的构建对近代科研工作具有重要的指导意等分子基础，对生物体的生长及代谢起到至关重
【学位授予单位】：长春师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O657.3;R285

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本文编号：2682718