在pH 7.4的Tris-HCl缓冲溶液中, 采用紫外吸收光谱、荧光光谱结合溴化乙锭(EB)荧光探针、共振散射光谱以及DNA熔点(Tm)实验和分子模拟等技术, 研究了青蒿素(QHS)与小牛胸腺DNA(ctDNA)分子间结合位点与结合机制。光谱实验结果显示, QHS与DNA发生减色效应, QHS的加入使EB-DNA体系发生静态荧光猝灭, QHS与DNA作用后其467 nm处共振散射峰锐增, 与QHS作用引起DNA的Tm值升高5 ℃, 说明QHS竞争性地嵌插入DNA的碱基对中。通过计算获得QHS与DNA间结合常数Ka为1.43×103 L/mol(298 K)、0.99×103 L/mol(304 K)。分子模拟结果表明, QHS吡喃环部分结构嵌插到DNA小沟区域GA碱基对间, 氢键和范德华力是两者间结合的主要非共价作用方式, 该结论与光谱法和热力学所得结果一致。

全氟壬酸(PFNA)是在血清中检测到第三多的全氟烷酸类(PFAAs)新型有毒环境污染物。 目前PFNA对人血清白蛋白(HSA)结构甚至是功能的影响还处于起步阶段, 借助于多光谱、 分子对接和等温滴定微量热(ITC)技术研究了PFNA和HSA相互作用的结合机理。 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。 荧光结果表明PFNA通过动静态猝灭方式可以猝灭HSA的内源荧光。 取代实验和分子对接结果表明, PFNA主要通过极性键、 疏水力和卤素键键合在HSA亚域ⅡA疏水腔中, 最佳对接自由能为-26.54 kJ·mol-1, 表明PFNA分子与HSA有较大的结合亲和力。 ITC表明两者的结合属于两类结合位点模型并给出了相应的热力学参数: 第一类结合位点有较大的亲和力, 属于焓驱动, 静电力和卤键作为主要驱动力； 第二类结合位点亲和力较小, 主要驱动力是疏水力。 三维荧光光谱揭示PFNA与HSA生成复合物后, 可以改变HSA的构象, 引起Trp和Tyr残基微环境疏水性增强。 圆二色谱(CD)定量测定了HSA与PFNA作用前后的二级结构含量: α-螺旋、 β-折叠和β-转角含量分别降低14.3%, 5.3%和3.5%, 无规卷曲含量从14.4%增加到37.5%。 以上结果表明, PFNA与HSA的结合可以改变HSA的二级结构, 进而可能影响HSA的生理功能。 结果阐述了PFNA与HSA相互作用机理, 并且为PFNA在体内的运输和分配提供了可靠的生物物理和生物化学的相关依据。

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。