化学计量学—光谱法研究某些小分子与牛血清白蛋白的相互作用

论文摘要

本论文共分为五章,主要对近年来小分子与血清白蛋白相互作用的研究概况进行了综述,并分别研究了几种小分子与牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）的相互作用。光谱法在小分子与生物大分子相互作用的研究领域中的应用日益广泛,但是用光谱法结合化学计量学方法来探讨小分子与血清白蛋白的结合机理的文章还比较少。本论文尝试将化学计量学方法平行因子和多元曲线分辨.交替最小二乘法用于解析实验所得的光谱数据。讨论了方法的原理和实际应用,并探讨了化学计量学在复杂体系中实现同时解析多组分平衡浓度和纯光谱的可行性。第一章:本章首先简要的介绍了蛋白质的定义、结构、功能和性质等,然后依次对小分子与血清白蛋白相互作用的研究方法、研究内容和存在的问题等方面展开了评述,探讨了化学计量学在小分子与血清白蛋白相互作用研究中的应用。最后还展望了小分子与血清白蛋白相互作用研究的发展趋势,将新探针的开发、各种仪器方法的联用及化学计量学方法的引入作为研究重点。第二章:荧光光谱法研究异丙威及2-异丙基苯酚钠与BSA的相互作用。实验发现,异丙威与BSA通过范德华力和氢键结合形成复合物,而2-异丙基苯酚钠与BSA通过静电引力作用结合为复合物。采用同步荧光和三维荧光光谱法探讨了异丙威及2-异丙基苯酚钠对BSA构象的影响,结果表明异丙威及2-异丙基苯酚钠对BSA构象均有影响,甚至可能破坏BSA的结构。通过竞争实验发现2-异丙基苯酚钠与异丙威在BSA上有相同的结合位点,并且2-异丙基苯酚钠能将结合在BSA上的异丙威竞争出来。第三章:荧光光谱法结合平行因子法（PARAFAC）研究盐酸特拉唑嗪和盐酸哌唑嗪与BSA的相互作用,结果发现这两种药物都对BSA的内源荧光有猝灭作用,且属于静态猝灭。热力学参数证明盐酸特拉唑嗪与BSA之间的作用力主要为氢键,盐酸哌唑嗪与BSA之间的作用力主要为疏水作用力和静电引力。本文以华法林和安定作标记药物,采用三维荧光技术分别对竞争实验进行扫描,用PARAFAC处理所得三维数据。根据血清白蛋白结合位上药物的置换作用确定了盐酸特拉唑嗪和盐酸哌唑嗪的结合位点都是BSA的site I。第四章:紫外吸收光谱和荧光光谱法结合多元曲线分辨.交替最小二乘法（MCR-ALS）研究富马酸比索洛尔与BSA的相互作用。由于体系中各组分的光谱曲线有部分重叠且现象不明显,以及MCR-ALS解析单个矩阵时存在旋转不确定性,本文采用扩展矩阵进行交替最小二乘迭代。MCR-ALS所分辨出的BSA和富马酸比索洛尔的光谱曲线与实际光谱曲线很好地吻合,保证了分辨的浓度趋势图可靠。MCR-ALS很好地分辨出各组分的平衡浓度变化趋势图,通过各图可以很直观地监测反应过程中各个组分的浓度变化,并算出富马酸比索洛尔与BSA相互作用的表观结合常数。本文还通过同步荧光光谱法和紫外吸收光谱法发现富马酸比索洛尔对BSA构象有一定影响。第五章:荧光光谱法结合多元曲线分辨-交替最小二乘法研究伞形花内酯与BSA的相互作用。本实验采用两种不同的试剂滴加模式对伞形花内酯与BSA的相互作用进行研究,对经典的荧光光谱数据矩阵加以扩展,增加了实验数据的信息量;进而应用MCR-ALS对该扩展的荧光光谱矩阵进行迭代计算,较好地分辨出作用过程中的浓度变化趋势图,并计算出伞形花内酯与BSA的表观结合常数。通过同步荧光光谱法发现伞形花内酯对BSA的构象有一定的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 小分子与血清白蛋白相互作用的研究概况
• 1.1 引言
• 1.2 蛋白质介绍
• 1.2.1 蛋白质的定义及概述
• 1.2.2 蛋白质的历史
• 1.2.3 蛋白质的结构与功能
• 1.3 血清白蛋白的性质
• 1.4 研究小分子与血清白蛋白相互作用的意义
• 1.5 小分子与血清白蛋白相互作用的研究现状
• 1.5.1 研究方法
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 研究对象
• 1.6 化学计量学在小分子与血清白蛋白相互作用研究中的应用
• 1.7 展望
• 1.8 参考文献
• 第二章 荧光光谱法研究异丙威及2-异丙基苯酚钠与牛血清白蛋白的相互作用
• 2.1 引言
• 2.2 平行因子算法（PARAFAC）的主要原理
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 实验仪器与试剂
• 2.3.2 实验方法
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 异丙威及2-异丙基苯酚钠与BSA相互作用的荧光发射光谱
• 2.4.2 猝灭机理及结合常数的确定
• 2.4.3 作用力类型的确定
• 2.4.4 异丙威及2-异丙基苯酚钠对BSA构象的影响
• 2.4.5 PARAFAC解析异丙威及2-异丙基苯酚钠与BSA竞争结合实验的三维荧光光谱数据
• 2.5 结论
• 2.6 参考文献
• 第三章 荧光光谱法结合化学计量学方法研究盐酸特拉唑嗪和盐酸哌唑嗪与牛血清白蛋白的相互作用
• 3.1 引言
• 3.2 平行因子算法的主要原理（参见2.2节）
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 实验仪器与试剂
• 3.3.2 实验方法
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 盐酸特拉唑嗪和盐酸哌唑嗪分别与BSA的结合作用（实验1）
• 3.4.2 Site I位标记药物和盐酸特拉唑嗪（盐酸哌唑嗪）与BSA的竞争结合实验
• 3.4.3 site II位标记药物安定和盐酸特拉唑嗪（盐酸哌唑嗪）与BSA的竞争结合实验
• 3.5 结论
• 3.6 参考文献
• 第四章 光谱法结合多元曲线分辨-交替最小二乘法研究富马酸比索洛尔与牛血清白蛋白的相互作用
• 4.1 引言
• 4.2 方法原理
• 4.2.1 渐进因子分析（EFA）
• 4.2.2 多元曲线分辨-交替最小二乘法（MCR-ALS）
• 4.2.3 扩展数据矩阵
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 实验仪器与试剂
• 4.3.2 实验方法
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 富马酸比索洛尔与BSA相互作用的紫外及普通荧光光谱研究
• 4.4.2 矩阵的扩展及组分数、初值的确定
• 4.4.3 MCR-ALS的解析结果
• 4.4.4 富马酸比索洛尔对BSA构象的影响
• 4.5 结论
• 4.6 参考文献
• 第五章 荧光光谱法结合多元曲线分辨-交替最小二乘法研究伞形花内酯与牛血清白蛋白的相互作用
• 5.1 引言
• 5.2 方法原理
• 5.2.1 渐进因子分析
• 5.2.2 多元曲线分辨-交替最小二乘法
• 5.2.3 扩展数据矩阵
• 5.3 实验部分
• 5.3.1 实验仪器与试剂
• 5.3.2 实验过程
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 伞形花内酯对BSA内源性荧光的影响
• 5.4.2 矩阵的扩展及MCR-ALS法的应用
• 5.4.3 伞形花内酯对BSA构象的影响
• 5.5 结论
• 5.6 参考文献
• 作者已发表及待发表的论文
• 致谢