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药物小分子与生物大分子(蛋白质)发生相互作用是药物等小分子产生生理作用的主要途径。同时,药物进入体内都要通过血浆的储存和运输到达受体作用部位发挥药理作用。血清白蛋白是血浆中含量最丰富的载体蛋白,它具有贮运内源代谢产物和外源药物小分子等重要生理功能,同时也代表了大部分生物大分子,因此研究药物与血清白蛋白间的相互作用在药物动力学及药物药效学的研究中占有重要地位,也有助于阐述药物的在体内的运输、吸收过程以及在体内的作用机制。
目前为止,在研究药物蛋白结合方面常用的研究方法有高效液相色谱分析法、高效毛细管电泳分析法、分配平衡法等,但这些方法存在着某些弊端,严重地影响了游离药物浓度的准确性测定,导致了结合条件的某些偏差。本课题利用荧光光谱法和紫外光谱法相结合的方法研究了二氢吡啶钙通道阻滞剂类药物和α1受体拮抗剂类药物与白蛋白之间的相互作用。根据Forster偶极-偶极非辐射能量转移理论、Stem-Volmer方程和热力学理论,求出这些药物与白蛋白间的结合参数,从不同角度表征药物与蛋白质间的相互作用,为药物与蛋白质间相互作用的研究提供了更可靠的分析手段和方法。
第一部分研究二氢吡啶钙通道阻滞剂类药物(硝苯地平、尼群地平、尼卡地平、尼莫地平、非洛地平)与白蛋白的相互作用
目的:研究二氢吡啶钙通道阻滞剂类药物(硝苯地平、尼群地平、尼卡地平、尼莫地平、非洛地平)与白蛋白的相互作用方式,探讨它们之间的相互作用机理。
方法:采用荧光光谱法和紫外光谱法相结合的方法。根据Forster偶极-偶极非辐射能量转移理论和热力学理论,求得二氢吡啶钙通道阻滞剂类药物与白蛋白间的能量转移效率、结合距离等结合参数,并判断它们之间的作用力类型。
结果:随着二氢吡啶钙通道阻滞剂类药物浓度的增加,白蛋白的荧光强度逐渐降低,表明二者之间发生能量转移。根据Forster偶极-偶极非辐射能量转移理论和热力学理论,求得二氢吡啶钙通道阻滞剂类药物(硝苯地平、尼群地平、尼卡地平、尼莫地平、非洛地平)与白蛋白间的能量转移相率分别为14.3%,20.3%,10.7%,15.9%,15.6%,结合距离分别为3.7,3.4,3.8,3.4,3.6mn;当△λ=60 nm和△λ=15 nm时,随着药物浓度的增加,白蛋白的同步荧光光谱的最大发射峰的峰位和峰型均没有变化。
结论:硝苯地平、尼群地平、尼卡地平、尼莫地平和非洛地平与白蛋白发生了相互作用,它们之间的作用力类型以疏水作用力为主,其作用部位为白蛋白结构中色氨酸残基附近的疏水区域,白蛋白的构象没有发生变化。
第二部分 荧光猝灭法研究α1受体拮抗剂类药物与白蛋白的相互作用
目的:研究α1受体拮抗剂类药物(盐酸特拉唑嗪、盐酸哌唑嗪、盐酸阿呋唑嗪)与白蛋白的相互作用方式,探讨其相互作用机制。
方法:采用荧光光谱法,根据非辐射能量转移理论、Stern-Volmer方程和热力学理论,求出α1受体拮抗剂类药物与白蛋白间的能量转移效率、结合距离、结合常数等结合参数,并判断其作用力类型。
结果:随着α1受体拮抗剂药物浓度的增加,白蛋白的荧光强度降低,二者之间发生能量转移,形成一新的复合物。根据F(o)rster偶极-偶极非辐射能量转移理论和Stern-Volmer方程求得盐酸特拉唑嗪、盐酸哌唑嗪和盐酸阿呋唑嗪与白蛋白间的能量转移效率分别为5.8%、7.8%、8.5%,结合位点数n分别为1.3、1.1、1.3;结合距离γ分别为4.9、4.7、4.7 nm;在25℃和37℃时α1受体拮抗剂类药物与白蛋白间的猝灭常数分别为2.8×1012、3.6×1012、4.4×1012和3.2×1012、3.7×1012、4.6×1012 L·mol-1·s-1,远远大于生物大分子的最大扩散碰撞猝灭常数2.0×1010L·mol-1·s-1;在25℃和37℃时的结合常数分为KA分别为1.8×104、2.0×104、2.5×104 L·mol-1和1.4×104、1.8×104、2.4×104 L·mol-1;根据热力学理论求得热力学参数参数,推断α-受体拮抗剂类药物与白蛋白的主要作用力类型为静电作用力。随着α1受体拮抗剂类药物浓度的增加,当△λ=15 nm时白蛋白的同步荧光光谱的最大发射峰的峰位和峰型没有变化,△λ=60nm时白蛋白的同步荧光光谱的最大发射峰的峰型没有变化,而峰位发生红移。
结论:盐酸特拉唑嗪、盐酸哌唑嗪和盐酸阿呋唑嗪与白蛋白的相互结合作用为静态猝灭过程,形成新的复合物,白蛋白的构象发生了变化,其作用机理为能量转移机制,其作用力类型以静电作用力为主,它们与白蛋白的结合位点为白蛋白结构中色氨酸残基附近。