荧光光谱法结合分子对接研究多酚和苋菜红与β-乳球蛋白结合的竞争作用

功能性乳制品中富含包括多酚类物质等对人体有益的生物活性成分,然而,为改善食品外观,添加合成偶氮类色素苋菜红(Ama),在一定程度上增加了食品的健康风险。通过荧光光谱法结合分子对接研究5种多酚类物质和Ama与β-乳球蛋白(β-Lg)结合的竞争作用。结果表明:姜黄素(Cur)、白藜芦醇(Res)、槲皮素(Que)、咖啡酸-β-苯乙醇酯(CAPE)、绿原酸(CGA)和Ama均可与β-Lg形成复合物,几种配体与β-Lg的结合常数均在105~107 L/mol数量级,结合能力较强。其中,Ama和CGA通过氢键和范德华力与β-Lg结合,Cur、Res、Que、CAPE则通过疏水相互作用结合β-Lg。酸性条件下Ama和5种多酚与β-Lg结合于不同位点,均无明显竞争结合作用。中性条件下Ama与Cur竞争结合于β-Lg的结合位点;而多酚先与β-Lg结合时,Res影响Ama与β-Lg位点的结合,即配体添加顺序影响竞争作用。此时,Cur与Ama均结合位于β-Lg疏水空腔入口处的位点,共同竞争Asn90,且竞争作用较Res更强。通过对小分子间与乳蛋白结合的竞争作用的科学探讨,为利用加工手段控制某些食品添加剂在人体吸收方面的应用提供理论基础。

荧光光谱法结合分子对接探究咖啡酸与牛血清白蛋白相互作用机制

采用荧光光谱法研究咖啡酸与牛血清白蛋白(BSA)结合反应,通过Stern-Volmer方程、Van’t Hoff方程和热力学第一定律,计算结合常数和热力学参数。结果表明:咖啡酸会使BSA发生内源性猝灭,猝灭类型为静态猝灭,ΔG<0,可知两者结合反应自发进行,ΔH<0、ΔS>0且ΔH/ΔG>80%,说明结合是焓驱动,作用力以静电相互作用为主。另外,利用同步荧光法考察了咖啡酸对BSA构象的影响。结果表明二者的结合影响了BSA的构象,TRP213残基所处的微环境极性增强。同时在模拟人体生理条件下,研究共存金属离子对咖啡酸与BSA结合反应的影响。结果表明:金属离子的存在抑制了两者结合,导致结合常数减小,从而缩短了药物的释放时间,这在临床治疗上短时间内提高治疗效果是具有参考价值的。抗氧化活性试验可知两者的结合有效地保护了咖啡酸的抗氧化活性。分子对接结果表明两者结合的主要驱动力为氢键、静电相互作用和疏水相互作用,结合位点为siteⅠ。为阐明咖啡酸与蛋白质结合的分子机制,对于开发活性成分有效地递送载体非常重要。

分子模拟结合荧光光谱法探究BSA-多酚复合物形成机理及对多酚的保护作用

采用蛋白质内源荧光猝灭分析槲皮素(QUE)、白藜芦醇(RES)和咖啡酸β-苯乙醇酯(CAPE)同时与牛血清白蛋白(BSA)结合的可能性;通过位点Marker和分子对接技术确定结合位点;通过光稳定性试验研究BSA-多酚复合物对多酚的保护作用。结果表明:BSA可以同时结合2个或3个配体形成蛋白-多酚复合物,且多酚添加顺序影响会其结合能力。按照QUE/RES/CAPE的顺序可以较好地形成BSA-三配体复合物。分子对接和位点Marker试验确定了RES结合到Sudlow’s sites I位点,QUE部分结合到Sudlow’s sites II位点,CAPE结合位点位于结构域IA和IIA之间的疏水腔内。复合物的形成改善了游离多酚的稳定性,两配体和三配体复合物对QUE/RES/CAPE的保护作用优于单配体复合物。

超声波处理对绿原酸与牛血清白蛋白结合作用的影响

采用荧光光谱法和紫外-可见吸收光谱法研究超声处理(40 kHz/30 min和50 kHz/30 min)对绿原酸(CGA)与牛血清白蛋白(BSA)作用的影响。通过荧光发射光谱来分析CGA对BSA的荧光猝灭作用;通过同步荧光光谱分析结合CGA后BSA酪氨酸(Tyr)残基与色氨酸(Trp)残基微环境的变化来确定CGA对BSA构象的影响;运用Stern-Volmer方程、Acharya方程等数学方程计算其猝灭常数、结合常数,以及结合位点数;通过焓变与熵变分析分子间作用力。利用华法林(WARF)、布洛芬(IBU)两种蛋白标记物来判断结合位点;利用紫外光谱测定BSA构象变化对比不同超声频率的影响。结果表明:在超声频率53 kHz时,CGA对BSA的荧光猝灭效果最为显著,超声处理使CGA-BSA复合物的构象发生一定改变,并对CGA与BSA的结合有增强作用,而不会改变反应的作用力类型。研究结果为超声处理对蛋白质与配体结合的影响研究提供参考。

荧光光谱法探究pH值对咖啡酸β-苯乙醇酯与人血清蛋白相互作用的影响

为探究pH值对咖啡酸β-苯乙醇酯(caffeic acid phenethyl ester,CAPE)与人血清蛋白(human serum albumin,HSA)相互作用的影响,采用荧光发射光谱和同步荧光光谱研究在不同pH值(3.0、5.0、7.4)条件下CAPE对HSA的荧光猝灭作用,并计算猝灭常数、结合常数和热力学参数,分析荧光猝灭机理,最后通过位点Marker实验确定结合位点。荧光发射光谱表明,不同pH值条件下CAPE对HSA内源荧光均产生了猝灭作用,生理pH 7.4时猝灭率最高,结合常数最大;热力学参数表明CAPE与HSA主要通过范德华力和氢键作用结合;同步荧光表明CAPE和pH值的共同影响改变了HSA的构象;位点Marker实验表明,CAPE与HSA的结合位点位于Sudlow’s site I附近。结果表明,pH值的增加促进了CAPE与HSA的结合,这将为CAPE活性稳态化保持、靶向递送提供理论依据。