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《西北大学》 2010年
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模型蛋白与药物分子相互作用的分子光谱法研究

王柱命  
【摘要】: 蛋白质是生命的物质基础,是生命科学的重要研究对象。蛋白质与小分子物质之间的相互作用研究有助于考察蛋白质的结构和功能与小分子配体的结构和性质之间存在的相关性,并已成为生命科学、化学和临床医学研究领域的重要研究课题。本论文采用流动注射-化学发光法,以溶菌酶、牛血清白蛋白、过氧化氢酶和肌红蛋白对化学发光试剂鲁米诺的增敏作用为基础,分别建立了鲁米诺-溶菌酶、鲁米诺-牛血清白蛋白、鲁米诺-过氧化氢酶和鲁米诺-肌红蛋白稳态化学发光体系;以溶菌酶和牛血清白蛋白为模型蛋白,探讨了蛋白质与头孢菌素之间的相互作用并做了富有创新性的研究工作,首次建立了蛋白质-药物相互作用的流动注射-化学发光法模型,并且成功用于四种模型蛋白与头孢菌素等药物相互作用及分析应用研究。论文内容分为两部分: 第一部分综述 总结了分子光谱法进展及其应用于研究蛋白质与小分子物质相互作用的现状,引用文献282篇(第一章)。 第二部分研究报告 1.蛋白质-药物相互作用的流动注射-化学发光法模型的构建。溶菌酶(或牛血清白蛋白)与鲁米诺在线生成1:1的二元复合物,能够增强鲁米诺化学发光,以此建立了稳态的鲁米诺-溶菌酶(或鲁米诺-牛血清白蛋白)化学发光体系;以头孢菌素与鲁米诺-溶菌酶(或鲁米诺-牛血清白蛋白)的相互作用生成1:1:1三元复合物并能猝灭鲁米诺-溶菌酶(或鲁米诺-牛血清白蛋白)化学发光为基础,构建了蛋白质-药物相互作用的流动注射-化学发光法模型并推导出计算作用参数的公式:lg(I0-I)/I=lgKD+nlg[D](第二、三章)。 2.蛋白质-药物相互作用的流动注射-化学发光法模型的应用。运用本论文建立的蛋白质-药物相互作用模型,获得了溶菌酶-头孢菌素和牛血清白蛋白-头孢菌素的作用参数,同时用荧光猝灭法进行了验证,两种方法得到的结果基本一致。大部分头孢菌素类药物与蛋白相互作用的结合常数KD均在103-105水平,表明该类药物与溶菌酶或牛血清白蛋白之间存在较强相互作用。结合能力大小遵循以下顺序:头孢哌酮、头孢曲松、头孢噻肟头孢呋辛、头孢克洛头孢羟氨苄、头孢拉定、头孢唑啉,表明随着药物代次的升高,药物与蛋白质之间结合越来越强。结合位点数n约为1.0,表明头孢菌素在溶菌酶或牛血清白蛋白分子中的结合位点都是一个,并可能位于溶菌酶分子中Trp62或牛血清白蛋白分子中Trp212氨基酸残基附近。热力学参数均为:ΔG0,ΔH0,ΔS0,表明溶菌酶或牛血清白蛋白同头孢菌素药物相互作用形成复合物的过程是自发进行的,并主要以疏水作用力相结合(第二、三章)。头孢菌素药物与过氧化氢酶能够发生相互作用,对鲁米诺-过氧化氢酶体系的化学发光有猝灭作用,据此运用流动注射-发学发光法研究了过氧化氢酶与头孢菌素的相互作用。运用蛋白质-药物作用模型,计算了过氧化氢酶与头孢菌素相互作用的的结合常数及结合位点数。除第一代头孢菌素外,二、三代药物与过氧化氢酶的结合常数KD均在104-105水平,表明它们之间存在强的亲合作用;结合位点数n约为1.0,表明药物在过氧化氢酶分子中有一个结合位点。本方法还成功用于口服头孢拉定胶囊中的药物含量测定和人体尿液中头孢拉定的监测,口服500.0 mg头孢拉定后,2小时后头孢拉定的排出量达到最大值,8小时内总代谢率为79.51%,计算得到头孢拉定总的代谢常数(K)和半衰期(t1/2)分别为0.4822和1.45(第四章)。基于鲁米诺-肌红蛋白体系强烈的化学发光能被头孢菌素药物抑制,运用流动注射-化学发光法研究了肌红蛋白与头孢菌素药物的相互作用,获得了作用参数。本方法也应用于头孢克洛胶囊中的含量测定及口服头孢克洛后人体尿液中代谢状况监测。药物含量测定的回收率范围为93.0%-106.5%,测定值与标示量接近;尿液监测的结果为1.5小时头孢克洛的排出量达到最大值,8小时内总代谢率为51.75%,总的代谢常数(K)和半衰期(t1/2)分别为0.8063和0.86(第五章)。应用鲁米诺-肌红蛋白化学发光体系,研究了肌红蛋白与三聚氰胺的相互作用,建立了测定纳克级三聚氰胺的化学发光分析方法。鲁米诺-肌红蛋白体系化学发光强度的减小值与三聚氰胺浓度的对数值在0.01 ng mL-1-50ng mL-1的范围内呈现良好的线性关系,检出限为3 pg mL-1(3σ),测定的相对标准偏差小于3.0%(n=7)。该方法已经成功应用于测定乳制品中的三聚氰胺,回收率为93.4-106.5%(第六章)。以氯雷他定对鲁米诺-肌红蛋白体系化学发光反应的抑制作用为基础,研究了肌红蛋白和氯雷他定的相互作用,建立了测定氯雷他定的化学发光分析方法。氯雷他定浓度的对数值与化学发光强度降低值成线性关系,线性浓度范围为0.1 ngmL-1-100.0 ng mL-1,检出限为0.03 ng mL-1(3σ),实验测定的相对标准偏差均小于3.0%(n=7)。该方法获得了肌红蛋白-氯雷他定结合的作用参数,并成功应用于药片、尿液及血清样品中氯雷他定的测定(第七章)。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R96

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【引证文献】
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1 唐金艳;光谱法研究三种药物与BSA的相互作用[D];湖北师范学院;2011年
2 李闪;氮芥衍生物的合成、表征及其生物活性研究[D];长沙理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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9 吴锦绣;李梅;宋玉民;柳召刚;胡艳宏;;芦丁铕配合物与人血清白蛋白的相互作用[A];第十三届(2009年)冶金反应工程学会议论文集[C];2009年
10 张国文;陈秀霞;;牛蒡苷与人血清白蛋白的相互作用[A];2009年中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 陈向东;有机太阳能电池中的光物理过程研究[D];合肥工业大学;2010年
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4 王修中;化学发光在微流控芯片分析中的应用研究[D];浙江大学;2011年
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6 何西利;模型蛋白与中药活性成分发光行为研究与应用[D];西北大学;2011年
7 李娟;海湾扇贝抗氧化相关基因的克隆、表达和结构分析[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
8 白凤英;含有生物分子的f/d金属配合物的制备与性能研究[D];吉林大学;2011年
9 高楠;褶皱假丝酵母脂肪酶热稳定性改造的设计与抗氧化酶的人工模拟[D];吉林大学;2011年
10 王越;渗透压补偿性溶质ECTOINE对酶稳定性影响的研究[D];大连海事大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 江鑫;食品及环境样品中三聚氰胺的液质联用分析技术研究[D];南昌航空大学;2010年
2 陈晓英;喜树碱与生物大分子相互作用的光谱研究[D];郑州大学;2010年
3 张颖;四种药物的毛细管电泳电化学发光法分析[D];郑州大学;2010年
4 徐少华;香豆素磷酰化衍生物的合成及与牛血清蛋白的弱相互作用研究[D];郑州大学;2010年
5 张玲;MISPE-HPCE法检测鸡肉组织中头孢类药物残留的研究[D];安徽农业大学;2010年
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7 闫迎华;核苷类药物与人血清白蛋白的相互作用表征及应用研究[D];河南师范大学;2010年
8 李晓甜;光谱法研究生物大分子与小分子相互作用[D];河南师范大学;2010年
9 周小玲;青海油菜蜂花粉酶解催化破壁动力学研究[D];青海师范大学;2010年
10 王婧;用于药物成分分离的分子印迹聚合物微球的制备、性能及其检测应用研究[D];青海师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 王志伟;郭灿城;田蜜;郭琳;孙腾飞;郭清虎;;异环磷酰胺氮芥卟啉二聚体的合成及生物活性[J];高等学校化学学报;2011年08期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李和平;含氮杂环取代卟啉的合成、表征及其生物活性研究[D];湖南大学;2001年
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3 岳巧丽;三种蛋白质与小分子物质相互作用的分子光谱法研究[D];西北大学;2008年
4 谭君;槲皮素金属配合物抗肿瘤作用及其与DNA相互作用的机理研究[D];重庆大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 陈晓英;喜树碱与生物大分子相互作用的光谱研究[D];郑州大学;2010年
2 唐金艳;光谱法研究三种药物与BSA的相互作用[D];湖北师范学院;2011年
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6 李文锋;白杨素含磷衍生物的合成及与溶菌酶弱相互作用研究[D];郑州大学;2007年
7 张霞;几种药物小分子与牛血清白蛋白相互作用的光谱法研究[D];南昌大学;2007年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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3 易丽;光谱法研究对硝基苯酚、苏丹红Ⅲ与牛血清白蛋白的相互作用[D];辽宁大学;2013年
4 宋志英;三类中药活性成分与溶菌酶的作用机制及构效关系研究[D];山西医科大学;2013年
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中国期刊全文数据库 前10条
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10 李天星,梁启中,邹晓薇,杨肇亨,黄勇,李华强;液闪测细胞化学发光方法及在医学上的应用[J];核电子学与探测技术;1995年02期
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中国重要报纸全文数据库 前4条
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10 吴宏伟;离子液体在样品前处理及化学发光在色谱分析中的应用研究[D];浙江大学;2012年
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6 姜欣;化学发光联用技术及其在检测几种活性物质中的应用研究[D];湖北师范学院;2011年
7 吴蔓莉;电化学发光新体系及其在药物分析中的应用[D];陕西师范大学;2000年
8 孙述文;铈(Ⅳ)-亚硫酸钠体系后化学发光现象的研究[D];陕西师范大学;2006年
9 杨一青;桑色素-酸性高锰酸钾化学发光新体系的研究及其应用[D];西北师范大学;2005年
10 李欣欣;化学发光法用于环境及生物样品的分析测定[D];华中科技大学;2005年
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