在模拟人体生理条件下, 应用多光谱法和分子对接技术对罗利环素(RTC)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用进行了研究。 实验通过消除内滤光来提高荧光数据的准确性。 此外, 荧光光谱和紫外光谱的结果表明RTC与HSA的猝灭方式是静态猝灭, 且在298和310 K温度下的结合位点数分别为1.09和0.95。 在两个不同温度下的结合常数分别为K298 K=3.13×105 L·mol-1和K310 K=0.70×105 L·mol-1。 根据热力学参数的计算结果可知, RTC与HSA的结合作用力主要是氢键和范德华力。 取代实验表明, RTC在HSA的Site Ⅰ, ⅡA子域上有一个结合位点。 根据非辐射能量转移理论得到的RTC和HSA氨基酸残基间的结合距离为2.59 nm。 三维荧光光谱表明RTC和HSA的相互作用改变了蛋白质的构象。 此外, 采用傅里叶变换红外光谱法对RTC与HSA作用前后HSA二级结构的变化进行了定量分析, 结果表明, α-螺旋结构含量降低了8.4%, β-折叠含量从30.3%增加到31.4%, β-转角也从15.6%增加到了16.1%。 分子对接进一步显示RTC通过氢键、 疏水作用力、 极性键等多种作用力与HSA的ⅡA子域上氨基酸残基相互作用。 实验结果有助于从分子水平研究RTC和HSA的相互作用。

在模拟人体生理条件下, 应用光谱法和分子对接技术对氟罗沙星(FIE)与溶菌酶(LYSO)的相互作用进行了研究。 结果表明, FIE与LYSO的猝灭方式是静态猝灭, 且在298和310 K温度下的猝灭常数Ka分别为410×104和074×104 L·mol-1。 根据热力学参数的计算结果可知, FIE与LYSO的结合作用力主要是氢键和范德华力, 结合距离(r=316 nm, ＜8 nm)表明从LYSO到FIE发生了非辐射能量转移。 希尔系数的计算结果表明, 在不同温度下的nH＜1, LYSO和FIE的相互作用属于负协同作用。 圆二色谱结果表明, LYSO和FIE的结合使LYSO的α-螺旋的含量由211% 减少到 88%。 紫外光谱、 三维荧光光谱、 同步荧光光谱结果表明, LYSO和FIE的相互作用改变了LYSO的构象和微环境。 分子对接进一步显示FIE通过氢键、 极性键、 疏水作用力等与LYSO活性部位的ASP-52, TRP-62, TRP-63等氨基酸残基相互作用。 溶菌酶的活性实验表明, 由于以上实验结果说明FIE引起了LYSO的构象改变, LYSO的活性随着FIE浓度的增大而降低, 抑制了LYSO的活性。 该研究结果为阐明FIE在机体内与LYSO的结合机理提供了可靠的实验数据和结果, 为FIE对溶菌酶的的毒性评价和毒理学研究提供了理论依据。

异烟肼(Isoniazid, INH)是最常用的一线抗结核药物之一。 据报道, 人体内高浓度的异烟肼可导致癫痫, 肝功能衰竭, 甚至死亡。 因此, 研究异烟肼对人血清白蛋白(HSA)和过氧化氢酶(CAT)的结构和活性的潜在结合影响有利于评估其毒性和副作用。 在模拟生理条件下, 利用多种荧光光谱和分子对接技术研究INH与HSA和CAT之间的相互作用。 所有荧光数据均进行了内滤光校正以获得更准确的结合参数。 结果表明, INH-HSA和INH-CAT体系的猝灭常数(Ksv)随着温度的升高而降低, 表明INH对HSA及CAT的荧光猝灭机理为静态猝灭。 利用紫外-可见吸收光谱、 同步荧光光谱、 和圆二色(CD)光谱法研究了INH对HSA和CAT构象的影响。 结果发现, INH可改变色氨酸残基的微环境并降低HSA和CAT中α-螺旋结构, 导致蛋白质结构发生伸展, 进而可能影响其生理功能。 分子对接结果表明, INH与HSA的结合位点位于HSA的site Ⅰ, ⅡA子域。 INH可以进入CAT中β-折叠的桶状空腔, 从而抑制CAT的活性。 Hill系数结果表明, INH与左氧氟沙星(LVFX, 一种安全有效的二线抗结核药物, 与其他抗结核药物联合使用可以提高抗结核疗效)之间存在药物协同性, 促进INH与HSA的相互作用。 另外, CD光谱测定表明INH与LVFX的协同作用改变HSA的二级结构, 使α-螺旋结构降低约7.9%。 该研究探讨了INH与HSA和CAT之间的结合作用和毒性机制, 为INH的安全使用提供重要依据。

托拉塞米(TOR)属于吡啶磺酰脲类袢利尿剂, 被广泛有效地用于高血压, 心脏衰竭, 慢性肾功能衰竭和肝脏疾病的治疗。 TOR在治疗过程中易引起的不良反应之一为轻微肠胃不适。 然而, TOR与消化蛋白酶(胰蛋白酶和胃蛋白酶)分子间的相互作用鲜有报道。 在模拟生理条件下, 采用荧光光谱、 紫外-可见吸收光谱、 圆二色谱和分子对接技术研究了不同温度下托拉塞米(Torasemide, TOR)与胃蛋白酶(Pepsin)和胰蛋白酶(Trypsin)间的相互作用。 所有荧光数据均进行了内滤光校正以获得更准确的结合参数。 结果表明, TOR-Pepsin和TOR-Trypsin体系的猝灭常数(KSV)均与温度呈负相关, 说明TOR与Pepsin及Trypsin之间的作用机制均为静态荧光猝灭。 利用紫外-可见吸收光谱、 同步荧光光谱、 3D荧光光谱和圆二色光谱法考查了TOR对Trypsin和Pepsin构象的影响。 结果发现胃蛋白酶或胰蛋白酶中酪氨酸残基的极性改变较色氨基更明显, TOR可改变色氨酸残基的微环境并降低Trypsin和Pepsin中β-折叠结构, 进而可能影响其生理功能。 分子对接结果表明, TOR与Pepsin的结合位点位于由Asp-32和Asp-215组成的活性中心周围, 从而抑制Pepsin活性。 而TOR通过疏水作用力结合在Trypsin的口袋型底物结合位点(S1口袋), 促进底物进入酶活性中心, 最终表现为Trypsin活性升高。 该研究探讨了TOR与胃蛋白酶和胰蛋白酶的结合作用和毒性机制, 为TOR的安全使用提供重要依据。

全氟羧酸(PFCAs)由于具有既亲水又疏水的表面活性剂特性, 被广泛应用于工业和生活产品中。 全氟十一酸(PFUnA)和全氟十三酸(PFTriA)是长链PFCAs类的典型代表, 但近年来它们越来越频繁的在人体中检测到, 并且发现表现出内分泌干扰效应、 发育毒性和致畸性。 本文以光谱学和分子对接为基础, 探索PFUnA和PFTriA与人体最丰富的蛋白人血清白蛋白(HSA)的结合模式。 结果表明, PFUnA和PFTriA均通过动静态猝灭过程猝灭HSA的内源荧光, 与HSA只有一个强亲和位点, 且PFUnA与HSA的结合比PFTriA更紧密。 根据热力学计算结果, 可知PFUnA与HSA结合的焓变、 熵变分别为-26.32 kJ·mol-1和21.76 J·mol-1·K-1, 其结合作用主要依靠静电引力, 而PFTriA主要通过范德华力和卤键与HSA结合, 是放热熵减过程, 其焓变和熵变分别为-39.69 kJ·mol-1和-25.66 J·mol-1·K-1。 计算得到的结合距离(r<8 nm)显示从HSA到PFUnA和PFTriA发生了非辐射能量转移。 三维荧光光谱和圆二色谱表明, PFUnA和PFTriA与HSA的结合不仅可以改变HSA的构象和微环境, 还可以引起α-螺旋稳定性降低。 取代实验和分子对接进一步显示PFUnA 和PFTriA通过极性键、 疏水作用力和卤键等与HSA的亚域ⅡA疏水腔有高亲和性, 且荧光团Trp残基处于结合位置中, 进一步证明PFUnA和PFTriA可以猝灭HSA的荧光。 本文研究结果为阐明长链PFCAs在机体内与血清蛋白的结合机理提供了完整可靠的数据, 并为长链PFCAs的毒性评价和毒理学研究提供了理论依据。