苯并咪唑类抗寄生虫药与牛血清白蛋白相互作用机制的研究

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苯并咪唑类(BDZs)抗寄生虫药,是一类广谱、高效的抗寄生虫药,广泛应用于农业及畜牧业中寄生虫的预防与治疗。但过量使用BDZs会使其在环境或肉蛋奶等动物源食品中产生残留,通过食物链进入人体,与血清白蛋白(SA)结合后并被转运至各组织器官。由于BDZs具有生物毒性、致畸性及胚胎毒性,因此,研究BDZs类抗寄生虫药物与SA之间的相互作用,对于了解药物在生物体内的分布、代谢及毒性等具有一定的参考意义。本文采用多种结构表征手段并结合分子对接技术研究了两种典型的BDZs类抗寄生虫药物阿苯达唑(ABZ)及芬苯达唑(FBZ)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用机制及其对BSA构象的影响。主要研究内容如下:1.采用多种光谱法研究了ABZ与BSA之间的相互作用机制。荧光光谱法和时间分辨荧光光谱法结果表明,ABZ对BSA的荧光猝灭主要为静态猝灭。298 K时,ABZ与BSA作用的结合常数为2.1×105 L·mol-1,说明二者之间形成了稳定的复合物。热力学常数焓和熵分别为-171.6 kJ·mol-1和-473.9 J·mol-1·K-1,表明ABZ与BSA之间的相互作用以氢键和范德华力为主。竞争实验结果表明,ABZ与BSA之间只有一个结合位点,且ABZ结合在BSA亚结构域ⅡA处的Site 1。紫外-可见光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱、傅里叶变换红外光谱及拉曼光谱结果表明,ABZ诱导BSA的构象发生了改变。2.采用多种光谱方法及分子对接技术研究了FBZ与BSA之间的相互作用机制。荧光光谱实验结果表明,FBZ对BSA的荧光猝灭主要为静态猝灭和非辐射能量转移。298 K、303 K和310 K时,FBZ与BSA的结合常数分别为2.7×104 L·mol-1、4.0×104 L·mol-1、8.5×104 L·mol-1;热力学参数焓和熵分别为74.0 KJ·mol-1和332.8 J·mol-1·K-1,说明FBZ与BSA通过疏水作用力形成了复合物。竞争实验及分子对接实验结果表明,FBZ结合在BSA的Site 1疏水腔中。紫外-可见光谱、同步荧光光谱结果表明,FBZ对BSA中色氨酸的微环境产生了影响;红外光谱以及圆二色光谱法实验结果表明FBZ诱导BSA二级结构发生改变,α-螺旋的含量降低。3.通过饱和溶液法制备了FBZ与β-环糊精(β-CD)包合物。采用JOB曲线和相溶解度曲线确定了包合物的包合比为1:1。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线粉末衍射(XRD)、热重分析(TG)、核磁共振(NMR)等方法对包合物进行了表征并结合分子对接技术证明了包合物的形成。形成包合物后,FBZ的水溶性增加了约10倍。最后,通过荧光猝灭实验研究了FBZ-β-CD超分子体系与BSA之间的相互作用。
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