光譜法研究蛋白與頭孢吡肟的作用機理及沙拉沙星熒光性質(zhì).pdf

1、目前，傳統(tǒng)熒光猝滅法和同步熒光法在生物化學和藥學領域被廣泛應用于研究蛋白質(zhì)與小分子藥物之間的相互作用。本文主要以鹽酸頭孢吡肟（CH）為小分子藥物代表，利用多種熒光光譜法研究了蛋白與藥物之間相互作用的反應機理，并在此基礎上利用多種光譜法聯(lián)用更深入的研究了兩者反應過程中的氨基酸殘基微環(huán)境的變化。同時還研究了小分子藥物本身的熒光特性，和一系列小分子藥物和蛋白的作用情況。
　　本研究分為五個部分：第一章：綜合介紹了藥物小分子本身熒光特性以

2、及蛋白質(zhì)與藥物小分子間相互作用的一般研究方法。對采用多種光譜法研究蛋白與藥物小分子相互作用的研究進展進行了綜述，并在此基礎上提出了本文的立題思路。第二章：利用熒光光譜對沙拉沙星（SAR）在不同pH條件下的結構及其變化進行了研究并計算其解離常數(shù)及熒光量子產(chǎn)率，研究結果可以為喹諾酮類藥物理化性質(zhì)的比較研究提供參考。研究結果表明，在強酸性條件下沙拉沙星以 H3L2+形式存在，最大熒光發(fā)射波長約455nm；當pH3～5時，H3L2+失去喹啉環(huán)1

3、位N上結合的質(zhì)子而以H2L+形式存在，熒光強度較大且基本不變，最大熒光發(fā)射波長位于458nm；當 pH>5時，隨著pH升高，熒光發(fā)射波長藍移至430 nm，H2L+失去羧基質(zhì)子而以雙極離子HL形式存在；當pH進一步升高時，HL失去哌嗪環(huán)N上結合的質(zhì)子，轉化成為陰離子 L-，導致熒光強度降低，最大發(fā)射波長紅移至約466 nm。在強堿性條件下，由于介質(zhì)環(huán)境的影響，L-的熒光強度降低，但最大發(fā)射峰位置基本不變。第三章：利用熒光光譜法（包括熒光

4、猝滅法、同步熒光法，共振光散射法三種方法）和紫外吸收光譜法研究298 K時牛血清白蛋白（BSA）和硫酸粘桿菌素，硫酸頭孢匹羅，頭孢匹胺鈉三種不同的藥物之間的相互作用機理。結果表明：對于相同的體系利用四種方法計算得到的結合常數(shù)的數(shù)量級一致；三個體系主要的猝滅方式均為生成新物質(zhì)的靜態(tài)猝滅；三種藥物與蛋白作用時以1:1的比例結合；利用實驗數(shù)據(jù)計算的Hill系數(shù)相似。文章中對四種方法所得實驗結果進行了分析和比較，表明所用方法都可用于蛋白與藥物反

5、應機理的研究。第四章：利用熒光猝滅法和同步熒光法，分別研究了不同溫度下鹽酸頭孢吡肟與牛血清白蛋白之間的反應機理。兩種研究方法結果均表明鹽酸頭孢吡肟對牛血清蛋白的熒光發(fā)生了猝滅作用，二者之間通過靜態(tài)猝滅的方式相互作用；牛血清蛋白與鹽酸頭孢吡肟反應的結合位點數(shù)約為1，表明它們相互作用形成1:1復合物；利用熱力學參數(shù)計算得到牛血清蛋白與鹽酸頭孢吡肟之間主要的作用力類型為范德華力或是氫鍵；根據(jù)F?rster非輻射能量轉移理論確定了鹽酸頭孢吡肟與

6、牛血清蛋白的結合距離，進一步說明二者通過靜態(tài)猝滅方式相互作用并伴有非輻射能量轉移。第五章：利用靈敏度較高的四階導數(shù)紫外光譜法，結合內(nèi)源熒光法、同步熒光法、近紫外圓二色光譜法和位點試劑法多種方法共同研究牛血清白蛋白與鹽酸頭孢吡肟體系作用過程中氨基酸殘基微環(huán)境極性及蛋白質(zhì)大分子的構象變化。研究發(fā)現(xiàn)，隨著 CH濃度的增大，CH分子首先聚集在結構域 IIA的Trp-213位置附近，導致色氨酸（Trp）殘基所處微環(huán)境極性增強。形成聚集體后，誘導結