血清白蛋白是血液中最丰富的蛋白质,具有许多重要的生理功能。它主要负责维持血液的pH值和渗透性血压,并且血清白蛋白的生理作用涉及结合,运输和将血液中的许多配体递送至其靶标器官。血清白蛋白与小分子化合物结合后,起到存储和转运的作用。从分子水平上研究小分子化合物与HSA相互作用的结合常数、结合位点、结合作用力、结合距离和构象变化等相关信息,有助于阐明小分子化合物与血清白蛋白结合后在体内的特性,如吸收、分布、传输、代谢、排泄、稳定性和毒性等。此外,血清白蛋白的构象在与小分子化合物结合后会发生变化,而这种变化会影响白蛋白及其作为载体蛋白的二级和三级结构和其生物学功能。研究天然产物活性小分子化合物与血清白蛋白之间的作用机理和规律,可以为今后的临床用药和进一步研究提供理论依据。本课题首先利用多光谱方法结合分子对接技术研究了熊果苷与人血清白蛋白的相互作用,其次又对白术内酯的主要活性成分白术内酯I、II、III与人血清白蛋白的结合进行了研究。1.熊果苷与人血清白蛋白的相互作用研究熊果苷又名熊果素,具有抗炎杀菌的作用,能用于哮喘治疗中起到延长潜伏期并且起到平喘的作用。为了模拟小分子药物吸收入血后与人血清白蛋白的相互作用,本实验利用多光谱技术及分子对接技术分别研究了无糖和正常人血糖条件下熊果苷与人血清白蛋白之间的相互作用。通过对比两种环境下熊果苷与人血清白蛋白的相互作用的差别,探究了正常人血糖环境对熊果苷与人血清白蛋白相互作用的影响。研究结果表明:在无糖条件下,熊果苷的加入使得人血清白蛋白荧光强度降低,出现了荧光猝灭的现象,Kq大于2.0×1010 L/(mol·s),故熊果苷对HSA猝灭类型是静态猝灭;结合常数Ka值随着温度升高而下降;结合位点数近似为1;氢键和范德华力在其结合过程中发挥主要作用;两者的结合位点为位点I(Site I);三维荧光和圆二色光谱法的荧光结果都表明熊果苷作用后HSA的构象发生了变化。与无糖条件下相比,糖环境下会导致HSA的构象改变,进而影响熊果苷与HSA的相互作用,使熊果苷与HSA的结合常数变大,结合作用力增加。分子对接的结果也证实了上述实验实验结果。通过无糖环境和正常人血糖环境下熊果苷与人血清白蛋白相互作用的对比研究,探讨了人正常血糖环境对小分子化合物与人血清白蛋白相互作用的影响,对接下来的小分子化合物与人血清白蛋白相互作用研究具有一定指导意义。2.白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ与人血清白蛋白的相互作用研究白术内酯I、II、III是白术的主要活性成分和特征性成分。有研究表明白术内酯能显著抑制炎性介质和炎性因子的产生。此外,还具有体内外抗轮状病毒(RV)的作用。在模拟人体的生理环境下,通过多光谱技术结合分子对接的模拟,对白术内酯I、II、III与人血清白蛋白的相互作用进行了研究。结果发现,白术内酯I、II、III对HSA的荧光产生猝灭的方式均为静态猝灭类型;相互作用时的作用力都为氢键及范德华作用力;都与HSA的site I位点(亚域IIA)进行结合;圆二色光谱和三维荧光光谱的实验结果都充分说明白术内酯I、II、III的加入都使得HSA的空间构象发生了改变。分子对接模拟也证实了白术内酯I、II、III主要是由氢键和范德华作用力与HSA的site I位点结合。通过结合常数的计算发现,白术内酯III最大,其次为白术内酯I,白术内酯II的最小。该实验结果可以结合分子的结构进行分析,白术内酯III相对白术内酯II多一个羟基,氢键使得结合力变大;白术内酯I比白术内酯II多一个双键,共轭双键的平面结构使其更易于与HSA结合。本实验通过从分子水平上解释结构相似的小分子化合物与人血清白蛋白结合性质的差别,可以对其它结构相似的小分子化合物与人血清白蛋白的相互作用做出预测,了解其在体内的运输和代谢过程,为药物分子设计提供指导。