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荧光的研究大豆苷与BSA之间的交互

歌J¹L,杨^1,2和王QM^1*

¹学院制药、江苏省级重点实验室沿海湿地生物资源和环境保护、盐城师范大学、盐城、江苏224051年,中华人民共和国

²南通航海医学研究所,南通大学,江苏224051年,中华人民共和国

*通信:

王QM学院制药、江苏省级重点实验室沿海湿地生物资源和环境保护、盐城师范大学、盐城、江苏224051年,中华人民共和国,电话:0086 - 18571714629,电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

相互大豆苷与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用是通过荧光光谱研究。结果显示,大豆苷引起荧光猝灭BSA通过静态猝灭过程。结合常数的值(Ka)是1.17×104−1 (T = 310 k), 3.74×104−1 (T = 303 k), 5.36×104−1 (T = 298 k)。热力学参数ΔG0、ΔH0ΔS0计算,除了范德华力和氢键的形成中起着重要作用自发稳定复杂。此外,Cu2 +的影响,Ni2 + Mn2 +和Co2 +黄素和组织之间的结合常数进行了研究。

关键字

黄素;牛血清白蛋白(BSA);荧光猝灭;结合常数

介绍

大豆苷(图1)过程中产生的增长等豆科植物大豆是一种次生代谢物具有较高的营养价值。研究表明,大豆苷具有不同的生物功能。黄素可以绑定到雌激素骨细胞上的受体结合,研究了彼得森et al .,这可以减少发病率骨质疏松症有效(1]。此外,病房等人报道,大豆苷可以降低发病率结肠直肠癌的女性和前列腺癌症男性的2]。根据上面的讨论中,大豆苷的药用性质应该更加关注。

血清白蛋白是一种重要的血液中血浆蛋白分布,并拥有多种生物功能(3- - - - - -5),如交通和代谢物药物输送(6]。因此,牛血清白蛋白是最优选择为达到目标蛋白质药物功效。近年来,许多研究结果报道在这个领域(7,8]。

摘要荧光光谱法是用来研究相互之间的相互作用的机制黄素和牛血清白蛋白(BSA)的第一次。结合常数、结合位点和热力学参数,得到的光谱数据,可以为micro-molecule提供信息和证据药物结合BSA,聚合物载体。

实验

实验材料

BSA从Sino-Biotechnology购买公司(上海,中国)。黄素是购自σ(美国),它的纯度不小于98%。盐酸缓冲Tris-HCl,氯化钠,购买商业,使用前未经纯化。

物理材料

荧光发射光谱被记录在rf - 5301分光光度计(日本岛津公司、日本)和1.0厘米石英细胞。发射和激发缝3和3 nm,分别。荧光猝灭光谱测量在300 nm - 500 nm的激发波长285 nm三个温度(298 K, 303 K和310 K)。Tris-HCl的pH值是使用pH - 2500酸碱计测量。

荧光光谱法

黄素(0.0024 g)是1.0×10的溶解在DMSO溶液²米,然后准备的解决方案是稀释1×10³M和1×10⁴m . BSA (0.0068 g)溶解在Tris-HCl(25毫米,pH = 7.40)缓冲溶液为1.0×10²米,股票解决方案,之后获得的解决方案是稀释1×10³M和1×10⁴为进一步使用。

滴定实验,5μL大豆苷溶液(1.0×10⁴米)添加到解决方案,包含适当的BSA浓度是1.0×10⁶米(2毫升,在25毫米Tris-HCl, pH值7.40)。最终的解决方案是离开反应3分钟三个温度(298 K, 303 K和310 K)。发射和激发缝3和3 nm,分别。荧光光谱测量在300 nm - 500 nm 285海里的激发波长和发射波长345 nm。

结果与讨论

黄素BSA的荧光光谱

荧光光谱学是一种有效的方法来研究小分子和生物分子之间的相互作用,并绑定常量可以根据实验数据计算。BSA分子,含有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残基,处理内在荧光,同时没有荧光黄素被发现。因此,荧光光谱学被用来研究黄素和组织之间的相互作用,结合常数、结合位点在不同温度测量的荧光光谱。

显示了大豆苷对BSA荧光强度的影响图2。逐步添加大豆苷BSA溶液在310 K, BSA的荧光强度在345 nm明显减少,表明黄素和组织之间的交互。荧光猝灭BSA的大豆苷可能是由于激发态反应,分子重组,能源转让、极化子复杂地层或碰撞猝灭9]。

荧光猝灭机理

荧光猝灭的机理一般分为静态猝灭和动态猝灭。如果黄素和组织之间的交互是静态猝灭,荧光猝灭的黄素和BSA系统可以被Stern-Volmer方程(10]:

(1)

在那里,F₀和F是BSA的荧光强度在Tris-HCl(25毫米,pH = 7.40)大豆苷的缺失和存在缓冲溶液,分别;k_问淬火速率常数;k_svStern-Volmer猝灭常数;τ₀的平均寿命是蛋白质在缺乏一个冷却器,τ吗₀通常大约10⁸年代biopolyme;(大豆苷)的摩尔浓度各自的冷却器。

从情商。(1),k_sv可以通过线性回归确定F的阴谋₀对大豆苷][/ F。所示图3的,一个好的线性F₀/ F和(黄素)被发现当大豆苷的浓度0μMμM到3.0。根据k_问= k_sv/τ0 [11),k_问(k的值_sv和k_问说明在表1)远远大于2.0×10¹⁰米¹年代¹,表明大豆苷不是BSA的猝灭机制由动态碰撞但是通过静态猝灭互动(12]。此外,k的值_sv减少温度上升低大豆苷的浓度,表明可能淬火的互动机制是由形成极化子复杂(13,14]。

表1。绑定和猝灭常数根据Stern-Volmer曲线。

结合常数和结合位点

众所周知,有独立的生物分子的结合位点,及结合常数K_一个以及结合位点n可以计算通过使用双对数方程(15,16]:

(2)

在哪里(CBSA)_b摩尔的BSA浓度淬火绑定和(CBSA)_u摩尔浓度是免费的BSA(没有弄熄的绑定),F₀和F BSA的荧光强度在没有和黄素,K_一个累积的结合常数,n结合位点的数量,(黄素)u自由黄素的摩尔浓度。图4显示日志的情节(F₀- F) / F)和日志(黄素)daidzein-BSA系统在不同的温度下,并给出了计算结果表2。所示表2,只有一个类BSA的结合位点和大豆苷,并结合常数(K_一个)降低,温度升高,因为复杂的稳定性降低的温度上升。结合常数随着温度增加而减小,这进一步证实了是一个静态猝灭过程之间黄素和BSA (17]。

表2。之间的绑定常量和绑定坐在黄素和BSA在pH值7.4。

黄素与BSA相互作用的热力学分析

van der壁相互作用,氢键、静电和疏水相互作用被发现之间的蛋白质与小分子的相互作用底物(18]。热力学参数对蛋白质的反应可以导致蛋白质稳定性的主要因素。如果焓变的变化(ΔH)研究温度范围内不发生显著的变化,那么它的值和熵的变化(ΔS)从范霍夫方程可以确定19]:

(3)

吉布斯自由能源改变(ΔG)可以获得

(4)

气体常数R。

情商的功能。(3)和(4),热力学参数ΔHΔS和ΔG黄素和组织之间的交互可以获得,所示的结果表3。罗斯的结果(20.)的值表3表明,大豆苷与BSA相互作用的过程是自发的,主要约束性指标是氢键和范德华力。

表3。热力学参数之间黄素和BSA在pH = 7.40。

ln K的拟合曲线_一个和1 / T是所示图5。所示图5焓的变化(ΔH)计算从范霍夫的斜率和自由的关系能源改变(ΔG)估计从情商。(4)和总结表3。负的ΔG表明绑定过程是自发的,而积极ΔS价值常常被视为典型的疏水相互作用和负面的证据ΔH值表明氢键和范德华力参与绑定(21]。

金属离子对黄素和组织之间的互动

金属离子的影响^{2 +}(M =铜、有限公司、锰、镍)之间的交互黄素和BSA荧光凝固了光谱学(图6)。M^{2 +}添加到BSA溶液在310 K的温度与摩尔比1:1形成复合物(BSA和金属离子的浓度为1.0×10⁶米),然后相互作用的荧光光谱黄素和BSA-M^{2 +}系统以25毫米,pH = 7.40, Tris-HCl缓冲溶液。结果表明,BSA-M的荧光强度^{2 +}系统在345 nm降低大豆苷直到平衡的实现,这表明内源荧光猝灭BSA的添加大豆苷的面^{2 +}。根据情商。(2)之间的相互作用的结合常数黄素和BSA可以计算出金属离子存在时,显示了生成的结果表4。所示表4锰的存在^{2 +}、有限公司^{2 +}和铜^{2 +}领导的价值Ka的BSA和大豆苷之间的互动增加,这可能导致的M^{2 +}首先形成一个复杂的大豆苷,然后结合BSA形成三元复杂。类似于我们的早期研究结果22,23]。的米^{2 +}免费的大豆苷的浓度降低,大豆苷在等离子体的保留时间延长,这表明这种现象可能有助于持续释放药物(24]。

表4。效果和金属离子之间的交互黄素和BSA在310 K。

结论

摘要大豆苷与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用在不同的温度下研究了荧光光谱。结果表明,大豆苷可能导致静态猝灭BSA。黄素和BSA形成复合物在一定的温度下的摩尔比1:1,和绑定常量1.17×10⁴米¹(310 K), 3.74×10⁴米¹(303 K)和5.36×10⁴米¹(298 K)。热力学的研究结果表明,如果ΔG < 0,大豆苷与BSA相互作用的过程是自发的,ΔS的价值和ΔH小于0。研究结果表明,氢键和范德华力是主要的力量在这个过程。缔合常数、绑定之间的潜在点和结合位点BSA与黄豆苷进行了讨论。BSA的绑定和黄豆苷在铜的存在加强了^{2 +}、镍^{2 +}、锰^{2 +}、有限公司^{2 +}和绑定君士坦斯增加7.33,0.41,1.66和3.17,分别。我们相信,这项工作将有助于丰富的知识在这些分子间的相互作用,进一步研究在这一领域,并协助提供有用信息的结构特点决定了治疗的有效性药物和剂型的设计。

确认

这项工作是在经济上支持中国的国家自然科学基金青年科学家(21301150);江苏省自然科学基金的高教育中国机构(13 kjb150037);江苏省重点实验室的基础沿海湿地生物资源和环境保护(JLCBE14007 JLCBE10006);江苏省重点实验室的基础盐土(JKLBS2012022);在对江苏省大学生实践创新训练计划项目(201510324022 y);盐城师范大学自然科学基金(14 yckl006)。

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