蛋白质作为细胞内最重要的生物大分子,具有运载和储存的生物功能。在分子水平上研究小分子药物与蛋白质的相互作用,一直以来都是生命科学、药物化学及化学等诸多领域的热点。蛋白质的生物功能与其复杂的特定结构密切相关。从分子水平上研究药物小分子与靶向蛋白的相互作用,有助于了解小分子与蛋白的药理学行为,为筛选出与蛋白特异性结合的小分子及新药的开发与设计提供理论依据。本论文主要利用等温滴定量热法(Isothermal titration calorimetry,ITC)、光谱法和分子模拟对接技术研究了射干苷、山奈素、12种二氢吡咯里嗪-1-酮衍生物与FTO(the fat mass and obesity-associated protein)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、胃蛋白酶(Pepsin,Pep)、胰蛋白酶(Trypsin,Try)和人血清白蛋白(Human Serum Albumin,HSA)的相互作用。相关研究已表明FTO基因的过度表达,会增强白血病癌基因介导的细胞转化和白血病的发生,所以我们后续又将12种二氢吡咯里嗪-1-酮衍生物(射干苷与山奈素的溶解性较差不适合做细胞活性实验)采用CCK8法进一步检测其对白血病细胞(K562细胞、HL-60细胞)的活性抑制效果。论文内容分为五个部分。第一章概述了蛋白的结构和作用以及研究蛋白与小分子相互作用的方法与内容,简述CCK8法检测药物小分子对白血病细胞的活性抑制。第二章我们通过利用量热法,从FTO蛋白、CAT、Pep、Try和HSA五种蛋白质中筛选出可以与射干苷发生相互作用的蛋白。结果显示,除胰蛋白酶外,其余四种蛋白均与射干苷有作用。为了进一步验证射干苷与四种蛋白的结合能力,分别采用了光谱技术和分子模型进行研究。通过对荧光光谱数据的分析,结果表明射干苷和四种蛋白通过静态猝灭机制进行结合。由ITC的实验数据和荧光数据的计算结果可知,射干苷与四种蛋白质之间的结合为放热反应,氢键和静电作用力在结合中起重要作用。另外,通过比较在室温下四种蛋白与射干苷的结合常数,表明四种反应体系的结合能力依次为:HSA>CAT>Pep>FTO。第三章我们采用光谱法和分子对接技术研究了山奈素与四种蛋白的相互作用。得出山奈素与四中蛋白质作用机制为静态猝灭机制。并由热力学参数可知山奈素与四种蛋白的作用力主要为疏水作用力,且四个体系都是由熵驱动的自发反应。小分子与四种蛋白的相互作用中还存在非辐射转移。通过比较山奈素与四种蛋白的结合常数等实验参数,发现山奈素与四种蛋白的结合能力从大到小的顺序为:HSA>FTO>Pep>Try。第四章研究了12种二氢吡咯里嗪-1-酮衍生物与FTO的相互作用,同样采用光谱法和分子对接技术得出12种衍生物与FTO的作用机制为静态猝灭机制;相互作用的作用力类型大部分小分子为疏水作用力,1c与FTO的作用中还存在静电作用力,而1i与FTO的作用力类型为范德华力和氢键作用力;12种衍生物中与FTO结合能力最强的是1c。根据相关研究表明,白血病细胞中有FTO基因的存在,于是采用CCK8法研究了12种衍生物与两种白血病细胞的毒性检验。得出化合物1j、1i、1g、1k、1b对K562细胞的增殖抑制效果较好;化合物1j、1l、1c对HL-60细胞的增殖抑制效果较好。第五章我们采用光谱法和分子对接技术研究了12种二氢吡咯里嗪-1-酮衍生物与三种蛋白(HSA、Pep、Try)的相互作用。12种衍生物与三种蛋白的相互作用机制均为静态猝灭机制;12种衍生物中1k与HSA的结合能力最强,1i与Pep的结合能力最强,1c与Try的结合能力最强。由相关热力学参数可知12种衍生物与三种蛋白的反应均为熵驱动的自发反应,主要作用力类型为疏水作用力,部分体系中还存在氢键作用。