光譜學(xué)技術(shù)探測(cè)磺胺類(lèi)藥物與人血清白蛋白的相互作用.pdf

1、磺胺類(lèi)藥物(Sulfonamides)是一類(lèi)含有對(duì)氨基苯磺酰胺結(jié)構(gòu)的化學(xué)合成抗菌藥物的總稱，被用于預(yù)防和治療人與動(dòng)物的多種細(xì)菌感染性疾病，具有抗菌范圍廣、療效好、安全方便等優(yōu)點(diǎn)。其中，磺胺甲惡唑(SMZ)是一種被用來(lái)治療畜禽多種感染性疾病的廣譜抗菌藥，目前仍是醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)學(xué)臨床上常用的磺胺類(lèi)藥物，經(jīng)常和左氧氟沙星(LVFX)等喹諾酮類(lèi)抗菌藥物聯(lián)合使用提高藥效。近幾十年來(lái)，已有部分磺胺類(lèi)藥物被報(bào)道具有明顯的副作用，例如磺胺甲噻二唑(STZ)

2、、磺胺二甲基異惡唑(SIZ)、磺胺氯噠嗪(SCP)等。但因?yàn)榛前奉?lèi)藥物性質(zhì)穩(wěn)定，價(jià)錢(qián)低廉，使用便利，仍被普遍應(yīng)用于動(dòng)物飼養(yǎng)和水產(chǎn)養(yǎng)殖，然而磺胺類(lèi)藥物在體內(nèi)能被快速吸收，作用和代謝時(shí)間較長(zhǎng)，容易造成磺胺藥物殘留，經(jīng)常食用會(huì)導(dǎo)致磺胺藥物在體內(nèi)蓄積，引起過(guò)敏、細(xì)菌耐藥性、致畸及致癌等，損害人體健康。人血清白蛋白(HSA)是血漿中含量最多的蛋白質(zhì)之一，作為載體與各種內(nèi)源及外源物質(zhì)相結(jié)合，影響配體的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、分布和代謝過(guò)程。本文以HSA為模型，

3、采用多種光譜學(xué)方法結(jié)合分子模擬技術(shù)探索了3種磺胺類(lèi)藥物與HSA的結(jié)合性質(zhì)及對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的影響，并通過(guò)研究SMZ和LVFX單獨(dú)和同時(shí)存在時(shí)與HSA的結(jié)合機(jī)理，探討了SMZ與LVFX的協(xié)同作用。本研究對(duì)從分子水平上了解磺胺藥物在體內(nèi)的分布、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝及毒性作用或藥理作用提供重要信息。
　　本文主要內(nèi)容如下：
　　1．簡(jiǎn)單介紹了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、生理功能及生物學(xué)性質(zhì)，同時(shí)概述了小分子與蛋白質(zhì)相互作用的主要研究方法。
　　2．

4、應(yīng)用熒光光譜、紫外吸收光譜、圓二色譜和傅里葉紅外光譜等方法，研究了人體生理?xiàng)l件下(pH7.4) STZ與HSA的相互作用。熒光滴定結(jié)果表明，STZ通過(guò)氫鍵和范德華力與HSA形成復(fù)合物使HSA熒光發(fā)生靜態(tài)猝滅，結(jié)合常數(shù)Ka達(dá)到105 L·mol-1，表明STZ與HSA有較強(qiáng)的親合力，STZ在HSA上只有一個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，結(jié)合于HSA亞結(jié)構(gòu)域IIA(Site I位)。紫外吸收、同步熒光、表面疏水性實(shí)驗(yàn)、三維熒光、圓二色譜和傅里葉紅外光譜分析表明

5、，STZ與HSA相結(jié)合，誘導(dǎo)了HSA的部分二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，使HSA表面疏水性增加，蛋白質(zhì)α?螺旋和β?轉(zhuǎn)角含量增加，β?折疊和無(wú)規(guī)則卷曲含量降低。
　　3．聯(lián)合采用多種光譜方法及分子模擬技術(shù)，在人體酸度(pH7.4)條件下，測(cè)定了SIZ、SCP與HSA相互作用的結(jié)合模式及對(duì)HSA結(jié)構(gòu)功能的影響。熒光猝滅結(jié)果表明，SIZ和SCP主要通過(guò)氫鍵和范德華力與HSA形成復(fù)合物，使HSA熒光發(fā)生靜態(tài)猝滅，SIZ與HSA的親和力大于SCP。

6、位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)標(biāo)記實(shí)驗(yàn)表明， SIZ、SCP在HSA上只有一個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，即Site I位，分子模擬證實(shí)了上述結(jié)果。紫外、同步熒光、三維熒光、圓二色譜和紅外光譜分析以及蛋白質(zhì)表面疏水性測(cè)定顯示，二者與HSA的結(jié)合，導(dǎo)致HSA的部分二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，多肽鏈部分伸展，結(jié)構(gòu)松散，使α?螺旋含量降低，HSA表面疏水性降低。SIZ和SCP與HSA結(jié)合后，使HSA構(gòu)象型態(tài)轉(zhuǎn)變符合“二態(tài)模型”，其中SIZ誘導(dǎo)HSA結(jié)構(gòu)變化的程度強(qiáng)于SCP。
　　4．在

7、模擬人體生理酸度條件下(pH7.4)，運(yùn)用熒光、紫外和分子模擬技術(shù)，研究了SMZ、LVFX的協(xié)同作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SMZ和LVFX均主要通過(guò)氫鍵和疏水作用與HSA發(fā)生相互作用形成復(fù)合物，導(dǎo)致HSA的內(nèi)源熒光發(fā)生靜態(tài)猝滅。SMZ和LVFX在HSA上的主要結(jié)合位點(diǎn)均位于同一位點(diǎn)，site I位， LVFX與HSA的結(jié)合能力大于SMZ，二者共存分別小于二者單獨(dú)與HSA的結(jié)合能力。同步熒光、圓二色譜及蛋白質(zhì)表面疏水性測(cè)定顯示，SMZ、LVFX