药效活性BVOCs物质组与β-牛乳球蛋白选择性结合的分子机制

顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术(headspace-solid phase microextraction/gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME/GC-MS)用于分析植物柚皮活性挥发物(botany volatile organic compounds,BVOCs)物质组与β-牛乳球蛋白(bovineβ-lactoglobulin,β-LG)相互作用,筛选出药效活性BVOCs物质组。通过定量回收BVOCs的方法,分析β-LG与药效活性BVOCs物质组的选择结合作用,计算结合参数。进而结合分子对接及光谱法建立BVOCs与β-LG结合的分子模型,探讨组学角度下药效活性BVOCs物质组与β-LG的分子作用机制。结果表明,HS-SPME/GC-MS技术能够通过β-LG与BVOCs物质组的结合作用,筛选出药效活性BVOCs物质组D-柠檬烯(dipentene,Dt)、乙酸芳樟酯(linalylacetate,La)及圆柚酮(nootkatone,Nt)。参数计算表明,β-LG与Nt的亲和力最强,但结合力不强,对La的亲和力最弱。β-LG对Dt的亲和力较弱,但结合力最强,结合率达54.66%,说明β-LG与药效活性BVOCs物质组的选择结合强度取决于BVOCs分子的化学结构特性,β-LG更倾向结合含有羰基氧结构的醛酮类BVOCs分子。本文还建立了药效活性BVOCs物质组与β-LG的分子模型,评估了BVOCs物质组(Dt,La,Nt)在β-LG分子上的结合位置。并阐明了药效活性BVOCs物质组导入后引起的β-LG二级结构的松动、伸展及构象改变是范德华力、疏水作用和氢键共同作用的结果。本研究为从BVOCs物质组角度筛选药效活性BVOCs物质组提供新方法,并为从组学角度考察药效活性BVOCs物质组与功能蛋白质分子的结合机制提供有益参考。

柚皮挥发性有机化合物与牛乳铁蛋白相互作用分子机制及指纹图谱

目的探究柚皮挥发性有机化合物(PVOC)与牛乳铁蛋白(BLF)相互作用分子机制及指纹图谱。方法利用顶空固相微萃取气相色谱-质谱(HS-SPME/GC-MS)技术分别获得琯溪蜜柚、南非葡萄柚和以色列青柚(S1~S9)PVOC物质组与BLF间相互作用指纹图谱并筛选活性PVOC物质组。通过分子对接技术建立PVOC物质组与BLF间结合的分子模型,结合荧光发射、同步荧光、圆二色性光谱及三维荧光光谱技术和动力学模拟交叉验证PVOC物质组与BLF相互作用的分子机制。结果通过HS-SPME/GC-MS技术共鉴定出S1~S9中21种共有成分,并鉴定出D-柠檬烯(Dt)、乙酸芳樟酯(La)和圆柚酮(Nt)为活性特征成分。PVOC物质组与BLF的分子对接模型表明,Dt上的双键及环己烯与BLF上的Trp560和Ala558联合产生交叉疏水作用,同时周围还存在Thr636,Thr527和Arg531等氨基酸残基通过范德华力与之结合。La分子被包裹在BLF由Trp560,Thr636,Ser519,Thr527,Leu639,Gly525,Tyr524,Gly528,Glu521,Lys522,Arg531及Ala558形成的疏水口袋中;Nt分子被包裹在由Asp509,Glu521,Asp508,Trp560,Ser519,Lys520,Gly528,Thr527,Lys637,Glu635,Thr636,Ala558,Arg531,Glu353及Lys522形成的疏水口袋中。光谱结果表明,PVOC物质组能够引起BLF内源荧光猝灭,Dt和La在BLF中存在独立结合位点与BLF形成复合物,是静态猝灭机制,Nt在BLF中则有多个结合位点且存在协同关系;Dt,La,Nt和柚皮PVOC物质组与BLF间的作用为非辐射能量转移,BLF二级结构改变,α-螺旋松动和β-折叠结构增多。计算结果表明,BLF与PVOC物质组中含量最少的Nt亲和性最强,但结合力不强,对La的亲和性最弱,对含量最多的Dt亲和性较弱,但结合力最强,结合率54.66%。结论BLF与柚皮PVOC物质组的选择结合强度取决于PVOC分子的结构与含量,BLF更倾向选择结合含有羰基氧结构的醛酮类PVOC分子。PVOC物质组导入后引起BLF二级结构的松动、伸展,构象改变是范德华力、疏水力和氢键共同作用的结果。

光谱法结合分子模拟与网络药理学分析青藤碱的蛋白输运与靶蛋白结合的连续药效机制

目的为进一步全面研究青藤碱(sinomenine,SIN)对血清白蛋白(human serum albumin,HSA)和封闭蛋白3(claudin 3,CLDN3)两者的分子间作用机理,提供借鉴和有益参考。方法利用光谱分析法结合物理建模和网络药理学,来研究SIN与HSA和CLDN3的分子间相互作用机理。结果网络药理学结论表明,SIN与HSA和CLDN3两个蛋白的结合参数与已验证靶点相似,可发生相互作用。光谱实验表明,SIN与HSA和CLDN3发生分子间相互作用,微环境的疏水性增强,与HSA/CLDN3分子间作用的位域以色氨酸残基为主,产生了稳定的非共价复合物。由理论分析可知SIN与HSA/CLDN3的反应机制是静态猝灭,构象型态变迁过程是1个“二态”模型,仅存在1个结合位点,相互作用主要为疏水作用力、氢键和范德华力,两个体系均符合非辐射能量转移理论。物理建模结果表明,在SIN与HSA和CLDN3的分子间作用中,疏水作用力和氢键起着关键作用,且结合物稳定,与光谱实验结果一致。结论HSA作为输运蛋白,CLDN3作为与子宫内膜癌密切相关的靶点蛋白,本研究将网络药理学、光谱分析和物理建模结合起来,在不进行细胞实验的情况下,就可验证该反应通路的预测。