20(S)-原人参三醇(20(S)-Protopanaxatriol,PPT)是一种从三七、西洋参或人参等植物中分离出来的人参皂苷元,为达玛烷型四环三萜类天然产物。研究表明,PPT在抗疲劳、抗氧化延缓衰老、调节血糖、改善心脑血管供血不足和调节中枢神经系统等方面均有较好的生物活性。尤其在抑制肿瘤方面,PPT具有抑制肿瘤细胞增殖,促进肿瘤细胞凋亡,诱导肿瘤细胞分化等显著的抗肿瘤细胞活性,且毒副作用小,因此作为一种前景较好的抗肿瘤候选药物引起了广泛关注。但PPT的水溶性差、生物利用度低,限制了其作为抗肿瘤候选药物的进一步开发和应用。环糊精及其衍生物具有特殊的内亲水外疏水的性质,其与药物分子形成超分子体系后,可显著提高药物分子的水溶性,使药物具有更好的应用前景。近年来,环糊精对药物增溶效果的研究已成为超分子化学领域的热点。同时,研究药物小分子与蛋白质相互作用的特征,有助于从分子水平了解它们之间的作用机理,这在促进蛋白质组学、药理学以及毒理学的研究等方面有重要意义。牛血清白蛋白(BSA)与人血清白蛋白(HSA)有着非常相似的结构和氨基酸序列,且BSA更价廉易得,所以常用BSA作为模板来研究蛋白质与药物的相互作用。通过研究超分子体系与BSA的相互作用,可从分子水平上了解药物在体内的转运及代谢过程。光谱法与理论计算模拟相结合是目前用于研究药物小分子与蛋白质相互作用的重要方法。光谱法定量测试二者间的相互作用数据,而理论计算模拟从理论上预测和探究二者间的作用机制,指导实验,并给予实验结果以合理的解释和分析。实验与理论计算相结合,是目前研究小分子与蛋白质相互作用的最有效的一种方法。因此,实验与理论计算相互结合的方法备受研究者们的青睐,常用于药物分子与蛋白质相互作用的研究。本文合成了7种修饰β-CDs,制备了其与PPT的7种超分子体系,并表征。对其可能的包结模式进行推测。采用荧光光谱法和紫外-吸收光谱法对7种超分子体系与BSA的相互作用进行了研究,并进一步采用理论计算模拟研究了主体4/PPT超分子体系和PPT与BSA的作用机制。主要工作如下:1.合成了7种修饰β-CDs(主体1-7),并表征。2.制备了4种新型修饰β-CDs(主体1-4)与PPT的超分子体系,通过1H NMR、SEM、XRD、IR等方法进行表征。根据2D ROESY谱图推测了主体1-4与PPT的可能包结模式。同时用理论计算模拟对4/PPT的包结模式进行验证,结果表明实验结果与理论模拟相吻合。紫外光谱实验表明主体1-4与PPT之间均形成了1:1型的超分子体系,主客体间的稳定常数大小顺序为K4/PPT>K2/PPT>K3/PPT>K1/PPT。增溶实验显示主体4的增溶效果最显著,主体1-4使PPT的水溶性分别提高了1927、2649、4525和5932倍。3.采用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱法对主体1-4/PPT超分子体系与BSA的相互作用进行了研究,表明主体1-4/PPT超分子体系对BSA产生了静态猝灭,且以1:1形成复合物,结合过程的主要作用力为静电引力。同步荧光光谱法研究表明超分子体系加入使BSA的色氨酸残基部位发生变化。结合距离实验表明偶极-偶极非辐射能量转移是引起BSA荧光猝灭的另外一个原因。4.制备并表征了3种乙二醇系列桥联-β-CDs(主体5-7)与PPT的超分子体系。由2D ROESY谱图对主体5-7与PPT的可能包结模式进行了推测。主客体形成了1:1型的超分子体系,稳定常数大小顺序为K6/PPT>K5/PPT>K7/PPT。主体5-7形成超分子体系后,对PPT的水溶性分别提高了790、1611和623倍,其中主体6的增溶效果最好。主体5-7/PPT超分子体系与BSA的相互作用研究表明,静态猝灭和能量转移促使BSA发生了荧光猝灭,且结合位点数为1,静电引力作为主要作用力,超分子体系的加入使得BSA的构象发生变化。5.研究了客体PPT与BSA的相互作用,进而与7种超分子体系对BSA的作用机制比较。结果显示,主体1-7的存在导致PPT与BSA的作用力由氢键和范德华力转变为静电引力,且主体2和4-7都使BSA的色氨酸残基从紧密变得疏松,主体1、6和7使PPT与BSA结合稳定常数Kb变小,而所有主体的存在对PPT与BSA的结合位点数几乎无影响。比较主体1-7/PPT和PPT/BSA的结合稳定常数发现KPPT/BSA>K1-7/PPT,表明BSA能够通过竞争包结夺取到7种超分子体系中的PPT进行运送。6.采用分子对接和分子动力学模拟研究了主体4/PPT超分子体系、PPT/BSA之间的作用机制,结果表明理论计算模拟得到的包结模式、结合位点数、作用力及对BSA构象的影响均与实验结果一致。