幾種植物活性成分對β-乳球蛋白、胰蛋白酶的光譜性質(zhì)及構(gòu)象的影響.pdf

1、植物活性成分如萜類、黃酮類、香豆素類、生物堿類等具有的生物活性能夠?qū)Ω鞣N生物起生理促進(jìn)作用，因此受到越來越多的關(guān)注。β-乳球蛋白是牛乳中重要的乳清蛋白，也是脂質(zhì)運載蛋白家族的重要成員，能結(jié)合和轉(zhuǎn)運疏水性小分子。胰蛋白酶屬于絲氨酸蛋白酶的一種，能夠高度專一的水解精氨酸和賴氨酸的羧基形成的肽鍵。胰蛋白酶在腸道環(huán)境中被其他腸激酶激活，同時胰蛋白酶也可以激活其他酶原。
　　本論文采用多種光譜學(xué)技術(shù)包括紫外–可見吸收光譜法、熒光光譜法、圓二

2、色譜法(CD)以及紅外光譜法(FT?IR)等并結(jié)合化學(xué)計量學(xué)和分子模擬手段，從分子水平上研究瑞香素、蛇床子素、補(bǔ)骨脂素(PSO)、8?甲氧基補(bǔ)骨脂素(8-MOP)等4種植物活性成分與β-乳球蛋白、胰蛋白酶的結(jié)合性質(zhì)及其對β-乳球蛋白、胰蛋白酶構(gòu)象的影響，為闡明藥物小分子在體內(nèi)的吸收、代謝以及高活性的藥物小分子的設(shè)計與應(yīng)用開發(fā)提供有價值的參考，同時對了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能的變化也具有重要的作用。
　　本文主要內(nèi)容如下：
　

3、　1．簡要介紹了β-乳球蛋白和胰蛋白酶的結(jié)構(gòu)、功能及生理特性，同時概述了小分子與蛋白質(zhì)等生物大分子相互作用的主要方法及現(xiàn)狀，為本研究的開展提供了理論支持。
　　2．在模擬生理條件下(pH7.4)，建立化學(xué)計量學(xué)多元曲線分辨–交替最小二乘法(MCR–ALS)和紫外、熒光光譜學(xué)方法以及分子模擬的聯(lián)用的方法體系，探究了瑞香素、蛇床子素與β-乳球蛋白(BLG)的結(jié)合特性。熒光實驗結(jié)果顯示，瑞香素、蛇床子素對BLG的熒光猝滅為靜態(tài)猝滅過程，

4、且與BLG有單一的結(jié)合位點。熵變(ΔS°)和焓變(ΔH°)均為正值，表明瑞香素與BLG的結(jié)合主要由疏水作用驅(qū)動。ΔS°和ΔH°都為負(fù)值，表明氫鍵和范德華力是蛇床子素與BLG的結(jié)合主要作用力，兩者之間結(jié)合距離為4.05 nm。最優(yōu)的分子對接結(jié)果顯示，瑞香素、蛇床子素均結(jié)合于BLG的疏水中央空腔，直觀地展現(xiàn)了瑞香素、蛇床子素與BLG復(fù)合物的立體結(jié)合姿態(tài)。
　　3.建立了同步熒光光譜、圓二色譜聯(lián)合傅里葉紅外光譜技術(shù)體系，研究瑞香素、蛇床

5、子素與BLG相互作用及2種活性成分對BLG構(gòu)象的影響。同步熒光光譜實驗表明，瑞香素的存在影響了BLG色氨酸殘基的微環(huán)境，使得色氨酸所處微環(huán)境的疏水性降低，而蛇床子素的加入使酪氨酸殘基所處微環(huán)境極性降低，疏水性增加。隨后的圓二色譜和紅外光譜研究結(jié)果表明，瑞香素、蛇床子素的加入改變了BLG的構(gòu)象，使BLG二級結(jié)構(gòu)的含量發(fā)生變化，而且瑞香素的結(jié)合導(dǎo)致BLG的α?螺旋含量增加程度較蛇床子素大，BLG的結(jié)構(gòu)變得更加緊密。
　　4.聯(lián)合應(yīng)用M

6、CR?ALS、紫外?可見吸收光譜、熒光光譜和分子模擬等手段，研究了兩種結(jié)構(gòu)相似的香豆素類活性分子PSO、8-MOP對胰蛋白酶性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，PSO、8-MOP對胰蛋白酶熒光猝滅均為生成復(fù)合物的靜態(tài)猝滅，疏水作用是PSO、8-MOP與胰蛋白酶相互作用的主要驅(qū)動力，且它們在胰蛋白酶上都只有一個結(jié)合位點。分子模擬和酶活測定結(jié)果表明，PSO、8-MOP主要結(jié)合在胰蛋白酶S1疏水空腔附近，接近催化三聯(lián)體(His57，Asp102和Ser19

7、5)，從而誘導(dǎo)胰蛋白酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生了部分改變，并導(dǎo)致酶活性降低。模擬胃腸道消化分析顯示，人工模擬胃液對PSO和8-MOP的損傷能力較強(qiáng)。
　　5.在模擬生理酸度條件下，應(yīng)用三維熒光光譜、圓二色譜以及傅立葉變換紅外光譜研究了PSO、8-MOP與胰蛋白酶的相互作用及二者對胰蛋白酶構(gòu)象的影響。發(fā)現(xiàn)PSO/8-MOP與胰蛋白酶的結(jié)合，導(dǎo)致胰蛋白酶多肽鏈重排和肽鏈部分伸展，引起二級結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的改變，即α-螺旋和β-折疊含量降低，β-轉(zhuǎn)角