姜黄素和去甲氧基姜黄素与牛血清白蛋白相互作用热力学行为

在模拟人生理条件下,综合利用荧光光谱、圆二色谱和分子模拟等方法,研究姜黄素及其衍生物去甲氧基姜黄素与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的热力学特征.荧光光谱分析表明,姜黄素和去甲氧基姜黄素均能有效猝灭BSA的内源荧光,猝灭机制属于静态猝灭.通过计算,获取了相应的热力学参数,证明2种药物与BSA的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,且二者之间的主要作用力为疏水作用力.位点竞争实验和分子模拟的结果表明,2种药物在BSA的主要结合位点均为SiteⅠ.圆二色谱的分析发现,2种药物使BSA的构象发生了改变.     

甘氨酸-水杨醛席夫碱和邻菲咯啉混合铜(Ⅱ)配合物与牛血清白蛋白相互作用热力学行为

在模拟人体生理条件下,采用荧光光谱、紫外光谱、圆二色谱和分子模拟等多种技术和方法,研究了甘氨酸-水杨醛席夫碱和邻菲咯啉混合铜(Ⅱ)配合物(Cu GP)与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的热力学行为.荧光光谱和紫外光谱分析表明,Cu GP与BSA之间的猝灭机制为复杂的混合猝灭机制.通过所获取的相互作用热力学参数,可以发现Cu GP与BSA的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,猝灭过程的活化能为8.61 k J/mol,二者之间的主要作用力为静电相互作用力.圆二色谱的分析发现Cu GP与BSA的结合会导致蛋白结构发生破坏,其?-螺旋含量减少,无归卷曲含量升高.分子模拟研究发现Cu GP结合在BSA的Site?位点,与BSA发光残基TRP213,TYR156,TYR340和TYR451之间距离小于5?.     

6-氯嘌呤与人血清白蛋白的相互作用及分析应用

在模拟生理条件下,运用荧光光谱和分子对接方法研究了核苷衍生物6-氯嘌呤(6-CP)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用.结果表明,6-CP对HSA内源荧光的猝灭类型为形成复合物的静态猝灭,通过热力学参数确定6-CP与HSA之间存在氢键和范德华力,分子对接结果也证明了氢键和疏水作用力的存在.三维荧光光谱研究了6-CP对HSA构象的影响,并以华法令和布洛芬为分子探针进行竞争实验.在此基础上,以6-CP为分子探针,运用固定波长同步荧光光谱法测定了生物样品中的蛋白质含量.在最佳实验条件下,对11份空白溶液进行平行测定,检测限达到0.511 mg/L,相对标准偏差为0.324%.运用此方法对血清、唾液进行了加标回收实验.     

局域表面等离激元增强荧光研究进展

金属表面增强荧光现象,即表面等离激元与荧光分子、原子、量子点等发光体系的相互作用,是许多应用研究的基础科学问题.近年来该领域在实验和理论方面都取得了很大的进展.研究表明,金属表面等离激元共振不仅能够增强分子的激发过程,也能强烈地调制分子荧光的发射过程,如影响发光的量子效率、弛豫寿命和发射方向等.通过设计微纳金属结构,局域表面等离激元可以有效地改变分子所处的介电局域电磁场环境,进而影响和调控荧光分子的自发辐射过程.实验研究从初始的集体平均性观测,目前已经发展至单纳米结构和单分子水平,从而克服了传统测量中的平均效应,并做到实验测量和理论模拟的有机结合,对揭示单个纳米颗粒层次上的光物理基本规律具有重要意义.本文主要介绍近期与局域表面等离激元增强荧光相关的重要研究进展,具体为表面增强荧光的发光强度、光发射角分布、荧光光谱、荧光弛豫寿命及偏振等方面.     

聚四亚甲基醚对苯二甲酸酯与苯的激基复合物的形成

生色团的激发态在溶液中与苯分子相互作用形成激基复合物;同样,对苯二甲酸二甲酯(以下简称DMTP)分子的激发态也能在溶液中与苯分子形成激基复合物。图1中(a)(b)分别为DMTP和PTMGT的乙酸溶液加入不同量的苯后的荧光光谱图     

水与吡哆醛的荧光反应机理的研究

溶剂四氢呋喃中存在的微量水能够与吡哆醛分子产生某种特殊的相互作用。从荧光光谱上看,随着四氢呋喃溶剂中含水量的增加,吡哆醛的荧光光谱上逐渐隆起一个新的荧光峰。另外我们还注意到,少量的甲醇与吡哆醛也存在类似的相互作用,在荧光光谱上有其相应的峰。不过水与吡哆醛的作用比起甲醇与吡哆醛的作用要大得多。 目前,越来越多的人认为,多数有机分子之间可以存在着一种称为电荷转移的相互作     

封面说明

<正>随着人工化学品的大量生产及广泛使用,相当一部分化学品在多种环境介质中残留,其暴露对人体健康和生态环境造成潜在危害,因此亟需快速有效评估其风险并诠释毒性作用机理.采用分子动力学模拟可快速研究环境污染物与生物大分子受体的相互作用,分析其结合模式、结合自由能,并研究生物大分子在一定时间尺度内的构象变化,能弥补常规实验     

分子动力学模拟在有机污染物毒性作用机制中的应用

分子动力学模拟(molecular dynamics simulations,MD)是一种基于经典牛顿力学方程的分子模拟方法,常用于研究有机化合物、材料及生物大分子体系,可计算各类体系的宏观性质及各种动力学性质.目前MD模拟逐渐用于研究各类环境污染物与生物大分子的相互作用.通过热力学统计分析污染物与生物大分子的结合模式以及配体结合引起的生物大分子构象变化,能在分子水平上探究污染物的毒性作用机理.基于MD模拟的轨迹文件,采用自由能打分方法可评估污染物与各类受体的结合能力,能够筛选具有特定毒性终点的潜在污染物,从而快速、高通量地进行有机污染物的毒性预测和风险评价.本文介绍了MD模拟的基本原理、常用软件,简述了MD模拟的数据准备和模拟过程,强调了MD模拟的重要细节,进而从污染物与受体生物分子作用角度,重点陈述了MD模拟在研究有机污染物与各类转运蛋白、核受体、代谢酶相互作用中的应用,展望了MD模拟在污染物毒性筛选方面的潜在应用,以期该类方法能更好地服务于污染物的毒性风险评估.     

化学品甲状腺干扰效应的计算毒理学研究进展

人工合成化学品引发的内分泌干扰效应(如甲状腺干扰效应)引起了全世界的广泛关注.在当前全球市场使用的14万多种人工合成化学品中,仅部分化学品具有内分泌干扰效应信息.由于整体动物实验成本高、耗时长,难以对所有潜在内分泌干扰物(EDCs)进行逐个筛查.因此,需要发展化学品环境内分泌干扰效应的计算毒理学方法,用于筛查潜在EDCs及辅助筛选环境优先污染物.本文总结了化学品甲状腺干扰效应的计算毒理学研究进展,主要包括甲状腺干扰物与甲状腺素受体、甲状腺素运载蛋白、甲状腺素磺酸基转移酶相互作用的分子机制及相应干扰效应的定量构效关系模型研究进展.对基于计算毒理学方法开展甲状腺干扰效应方面的研究进行了展望.     

生物合理设计光系统Ⅱ抑制剂研究——Ⅰ.豌豆D1蛋白与氰基丙烯酸酯类及脲类抑制剂的复合物结构的研究

运用分子模拟方法研究了氰基丙烯酸酯 (酰胺 )类化合物和脲类化合物与D1蛋白间相互作用 .结果表明它们的结合存在相似之处 :苯环部分 (范德华力相互作用和π_环堆积相互作用 )、羰基部分 (氢键相互作用 )和侧链杂原子 (氢键相互作用 ) .研究发现它们以相似的作用方式占据D1蛋白中相似的地方 .由于氰基丙烯酸酯 (酰胺 )类化合物分子中存在一插烯双键 ,在与D1蛋白结合时较脲类化合物有更多作用位点 ,尤其是与SER 2 6 8间氢键相互作用 ,表现在抑制活性上 ,氰基丙烯酸酯 (酰胺 )类化合物明显较脲类化合物高 .     

计算(预测)毒理学:化学品风险预测与管理工具

<正>化学品污染被联合国环境规划署列为影响人类生存与发展的全球性重大环境问题之一[1].化学品风险防控的一个重要瓶颈是,基于传统实验测试评价化学品环境风险性的速度(2~3年/种),远低于新化学品进入市场的速度(~1000种/年),已导致10万种以上的大量既有化学品未经风险评价而在市场上使用[2].因此,必须发展快速、高效的化学品风险预测与管理技术[3].计算毒理学技术被认为是一种高效、高通量地进行化学品风险预测与管理的技术[3].计算毒理学亦称预     

p14ARF高表达对γ射线诱导的人黑色素瘤细胞凋亡的影响

抑癌因子ARF可以激活p53诱导细胞周期的阻断或凋亡.为阐明ARF在促进细胞凋亡作用中的分子机理,建立了高表达p14~(ARF)的人黑色素瘤A375细胞模型.实验表明,p14~(ARF)高表达能促进p53富集在细胞核.经γ射线照射后,发现pI4~(ARF)高表达能促进A375细胞凋亡,促使Smac从线粒体释放到胞质中,p53,Bax,Caspase-3,Caspase-9,p21~(cipl)和p27~(kipl)蛋白水平明显提高,而Bcl-2和磷酸化的ERK蛋白水平下降.提示γ射线辐照下,p14~(ARF)促进A375细胞凋亡是ERK介入的依赖p53的以线粒体为核心的凋亡途径.     

生理毒代动力学模型在化学品生态风险评价中的应用

环境化学品分布于生物特定器官或组织(如肝、肾)的靶点浓度,是评价其毒性效应所需的关键信息.受实验技术和条件等限制,仅通过整体动物实验难以实现化学品生物体内靶点浓度的高通量获取.生理毒代动力学(physiologically based toxicokinetics,PBTK)模型则可定量描述化学品在生物体内吸收、分布、代谢、排泄过程,预测化学品在生物体内浓度随时间的变化,关联化学品的环境暴露浓度及靶点浓度.PBTK模型可进一步用于体内(in vivo)-体外(in vitro)毒性测试数据的外推、生物的跨物种外推等,在化学品生态风险评价与管理中发挥重要作用.本文概述了PBTK模型的基本概念及构建PBTK的方法,介绍了现有PBTK模型在化学品生态风险评价中的应用,并对PBTK模型的发展趋势进行了展望.     

水溶性四磺酸基锌酞菁与牛血清白蛋白结合反应的研究

近年来,水溶性酞菁在光动力疗法(PDT)和光功能电子器件等方面均获得了广泛的应用。它在光动力治疗癌症,抗HIV方面潜在的应用价值及对癌细胞的选择性吸附已引起了人们的广泛注意。该类物质到达靶细胞的细节研究尚不成熟,还未见文献报道。考虑到药物进入人体后,总要通过血浆贮存和运输,到达受体部位,进而发挥药理作用。白蛋白是主要的血清蛋白,并可与许多内源、外源化合物结合,因此,研究血清白蛋白与光疗药物间的相互作用,将有助于光疗机制的阐明.本文用UV-Vis光谱和荧光光谱研究了四磺酸基锌酞菁(ZnPcS_4)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。     

NO分子基态性质的研究

采用量子力学从头算方法,运用二次组态相互作用方法QCISD(T)结合6-311++G(3df,2pd)基组对NO分子基态进行了几何结构优化、计算出了它们的光谱数据(ωe、ωexe、Be、αe、De),结果与实验光谱数据吻合较好,表明上述分子基态的势能函数可用Murrell2Sorbie函数来表示.利用原子分子反应静力学的有关原理,推导出了NO分子的合理离解极限;使用HF、MP2、MP3和B3LYP等理论方法,在6-311G(3df,3pd)基组下,对NO分子基态的平衡结构和谐振频率进行了优化计算,且将计算结果与实验结果进行了比较,得出了B3LYP方法为最优方法的结论.     

L-胱氨酸桥连β-环糊精的合成及其对客体分子的协同键合

通过6-碘代-β -环糊精与L-胱氨酸反应合成了L-胱氨酸桥连β -糊精(1), 并通过1H NMR, 13C NMR, 红外和拉曼光谱, 以及元素分析等对其结构进行了表征. 进而采用荧光光谱滴定法测定了该桥连环糊精与几种染料分子在25℃磷酸缓冲溶液(pH 7.2)中的配位稳定常数, 讨论了其对不同客体分子键合行为的差异. 主-客体间相互作用的二维核磁研究进一步证实了桥连环糊精对客体分子的协同键合作用.     

菁染料与氮氧自由基的相互作用

菁染料作为增感染料是一类有效的光敏剂,不仅在感光材料中有广泛应用,而且在生物、医学等领域也有十分重要的应用前景.其光物理及光化学过程涉及菁染料激发态的辐射和非辐射跃迁,及与其它分子或卤化银等半导体间的相互作用、能量转移或电子转移.尽管人们对其辐射跃迁和电子转移给予了重视,但对其非辐射跃迁的直接测定尚未见报道.本文用稳态荧光及时间分辨荧光光谱、脉冲激光光声微量量热等方法,对两种典型菁染料激发态的辐射和非辐射跃迁及其与稳定氮氧自由基的相互作用进行了研究.1 实验菁染料为3,3’-二磺酸丙基-5,5’-二苯基-9-乙基(口恶)碳菁(简称B114-3)及1,1’-二乙基-3,3’-二磺酸丁基-5,5’-二氰基咪碳菁(简称55026)为化工部第一胶片厂产品,其结构分别为:     

光谱法研究聚酰胺-胺型树枝状高分子与DNA的相互作用

应用溴化乙锭(EB)为探针, 通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱, 并结合红外显微镜技术以及圆二色谱等方法研究了以乙二胺为核的聚酰胺-胺型(PAMAM)树枝状高分子与鱼精DNA的相互作用. 结果表明, PAMAM树枝状高分子能够与鱼精DNA形成结构稳定的复合物, 而且这种复合物的形成能够诱导DNA二级结构发生变化, 从而降低EB与DNA的结合程度. 由Scatchard模型研究G5 PAMAM树枝状高分子与鱼精DNA的相互作用, 我们得到二者的结合常数为2.53 ´ 10⁴ mol/L^-1.     

血纤维蛋白溶酶原激活剂e-TPA与含纤溶酶原的人血纤维蛋白的相互作用

人血纤维蛋白溶酶原激活剂,如尿激酶、链激酶,与含纤溶酶原的人血纤维蛋白的相互作用的机制已由怀特等人进行了研究。本工作用喇曼光谱从分子水平对e-TPA与含纤溶酶原的人血纤维蛋白的相互作用进行探讨,为进一步研究e-TPA治疗血管栓塞症的机理打下基础。     

Nutlin-3a可降低野生型p53肿瘤细胞对紫杉醇的敏感性

p53通路在细胞周期停滞和细胞凋亡中起重要作用.p53的下降可增加肿瘤细胞对化疗或放疗的耐药性.小鼠双微蛋白2(murine double minute2,MDM2)可与p53结合,调节其转录活性和稳定性.本研究旨在观察MDM2拮抗剂Nutlin-3a在非小细胞肺癌野生型p53+/+A549细胞及p53-/-H1299细胞对紫杉醇的反应中的作用.研究发现,Nutlin-3a联合紫杉醇可使A549细胞G0-G1和G2-M期明显增多,S期显著减少;凋亡百分率显著低于单紫杉醇处理组与p53-/-的H1299细胞组.总之,Nutlin-3a联合紫杉醇大大减少了野生型p53+/+的A549细胞对紫杉醇的敏感性,Nutlin-3a对紫杉醇毒性的调控依赖于p53的状态,它可以保护野生型p53细胞免受有丝分裂抑制药物紫杉醇的杀伤.