药物小分子与胰蛋白酶的相互作用研究

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研究药物分子与蛋白质相互作用对阐明药物的运输和代谢以及了解蛋白质的结构与功能关系有着重要的意义,有助于全面认识药物的作用机制(药效)和不良反应,也有助于对传统药物的药效和不良反应进行评估以及对于新药的开发和研制。因此,在模拟的人体生理环境条件下研究药物小分子与生物大分子的作用过程和作用机理是必要的。该论文基于研究药物与蛋白质相互作用的意义与国内外研究趋势,利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、圆二相色谱等分析手段研究两种药物小分子(氢氯噻嗪、头孢噻肟钠)和蛋白质的相互作用。  论文共四章:  第一章:综述了药物与蛋白质相互作用的研究方法、研究进展、研究现状。  第二章:氢氯噻嗪(hydrochlorothiazide)是一种临床效果较好的、经济的降压药物。采用紫外光谱、荧光光谱、圆二色谱法研究了在模拟生理条件下氢氯噻嗪(HCTZ)与胰蛋白酶(trypsin)之间的相互作用。求得两者在不同温度下的结合常数分别为:K=9.47×104 L mol1(289K),K=3.23×104 L mol?1(293K),K=2.39×104 L mol1(299K),K=3.64×104 L mol1(303K),K=2.64×104 L mol1(309K),K=1.55×104 L mol1(313K),两者结合力随温度降低,表明该反应为放热反应;求得不同温度下的结合位点数分别为:n=1.33(289K),1.19(293K),1.16(299K),1.21(303K),1.18(309K),1.12(313K),表明两者结合只有一个结合位点;根据Farster非辐射能量转移理论,计算出氢氯噻嗪与胰蛋白酶的结合距离R=1.41 nm,表明氢氯噻嗪(HCTZ)对胰蛋白酶的荧光猝灭属于静态猝灭;通过热力学分析,计算得到的△G,△H,△S均为负值,表明该反应过程是一个自发的、放热的、以氢键和范德华力为主要作用力的过程。  第三章:头孢噻肟钠(cefotaxime sodium,CTX)是一种具有广谱、耐酶、高效、杀菌力强、选择性高、毒性低等特点的第三代半合成头孢菌素类药物。采用紫外光谱、荧光光谱、圆二色谱法研究了在模拟生理条件下头孢噻肟钠(CTX)与胰蛋白酶(trypsin)之间的相互作用。求得不同温度下的Ksv(Stern—Volmer猝灭常数)、Kq(双分子猝灭过程的速率常数):Ksv=2.5080×104 L mol1(298K),Ksv=2.2893×104 L mol?1(310K),Kq=2.5080×1012 L mol1(298K),Ksv=2.2893×1012 L mol1(310K);表明头孢噻肟钠对胰蛋白酶的荧光猝灭类型为静态猝灭,两者形成了复合物(CTX-Trypsin Hybrid)。也求得不同温度下的K(两者之间的结合常数):K=6.31×105 L mol1(298K),K=794.33×105 L mol?1(310K);随温度增加K大幅增加,这表明,两者的结合过程是吸热的过程(键合作用强)。也求得不同温度下的n(结合位点数):n=1.34(298K),n=1.86(310K);这意味着,CTX与 Trypsin之间至少存在着一个结合位点,随着温度增大,结合位点数有增大的趋势,这表明,两者之间的亲和力变大(结合常数变大、吸热反应)。根据Farster非辐射能量转移理论,计算出头孢噻肟钠与胰蛋白酶的结合距离R:R=3.45nm;再次表明CTX对TRYPSIN的荧光猝灭是一个静态的猝灭过程。又通过热力学的分析,计算得到的△H、△S均为正值,△G为负值;这意味着两者之间的键合过程是一个自发的、吸热的、以疏水相互作用为主的过程。又通过圆二色谱的分析,胰蛋白酶的β-sheet、Random coil的含量随着头孢噻肟钠的介入而改变,证明由于两者的相互作用而使得胰蛋白酶的二级结构发生变化。  第四章:结论及展望。
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