探讨姜黄素与牛血清白蛋白相互作用的机理

1、探讨姜黄素与牛血清白蛋白相互作用的机理血清白蛋白是循环系统中存在的一种主要的可溶性蛋白，它在许多药物分子的转运沉积中扮演着非常重要的角色。因为许多药物的分布、代谢和疗效与血清白蛋白的亲和力密切相关，因此研究药物分子与血清白蛋白的相互作用就显得尤为重要。因为结构上和人血清白蛋白的相似性，牛血清白蛋白广泛地用于和小分子结合研究。姜黄素 ( Curcumin，Cur) 是一种低分子量的，天然的多酚类化合物，是从植物姜黄中提取的有效成分。它是一种脂溶性的荧光分子，两端各有一个苯酚结构，中间由共轭双键连接，其结构如图 1 所示。姜黄素本身毒性很低，但用途广泛，其药理活性包括抗氧化、抗炎、抗菌及抗肿瘤等各

2、个方面。本文采用荧光光谱法，研究了姜黄素与牛血清白蛋白的结合作用，探讨了姜黄素与牛血清白蛋白相互作用的机理。1 实验部分1. 1 仪器与试剂AY 120 电子分析天平，日本岛津; LS 55 荧光分光光度计美国 PE 公司; 牛血清白蛋白( BSA) ，上海丽珠东风生物技术有限公司; 姜黄素( Cur) ，阿拉丁试剂。1. 2 实验方法在 10 mL 容量瓶中，统一加入 0. 2 mL 1 × 10 5mol· L 1BSA 溶液，同时加入不同量的姜黄素溶液，配置不同浓度的BSA CU 系列溶液，最后用 Tris HCl( pH = 7. 4) 缓冲溶液定容至 10

3、mL，以 285 nm 为激发波长，记录 300 500 nm 波长范围内的发射光谱，所用激发及发射狭缝均为 8 nm，扫描速度300 nm / min。2 结果与讨论2. 1 姜黄素对 BSA 的荧光淬灭光谱图 2 显示的是加入不同浓度的姜黄素后 BSA 的荧光发射光谱图，从图 2 中我们可以看到，随着姜黄素浓度的增加，BSA的荧光强度有规律地降低，但发射峰的位置并没有发生变化，这提示我们姜黄素有可能和 BSA 发生相互作用并且使 BSA 的自身荧光发生淬灭。2. 2 姜黄素对 BSA 的荧光猝灭机理荧光淬灭的发生主要存在两种机制，静态淬灭和动态淬灭。可通过温度及激发态时间的不同来区分两种不

4、同的淬灭方式。更高的温度会引发更快的碰撞导致更大量的碰撞淬灭，同时会使得结合力微弱的复合物分离而导致更少的静态淬灭。对于动态淬灭来说，其机制遵循 Stern Volmer 方程:其中，F0和 F 代表在没有和加入淬灭剂后的荧光强度，Kq，Ksv，τ0和Q是分别代表生物大分子的淬灭速率常数，动态淬灭常数，不加淬灭剂的平均淬灭时间和淬灭剂的浓度。为了研究淬灭机制，我们首先将淬灭方式假定为动态淬灭过程。将所得的实验数据代入公式( 1) 中，本次实验测得的姜黄素对BSA 的 Stern Volmer 猝灭曲线( 见图 3) ，所得直线方程为 F0/F = 0. 9826 × 107

5、C + 0. 5786，则 Ksv值为 9. 8 × 106L / mol，当生物大分子的荧光寿命设定为 10 8时，则计得的 Kq值为 9. 8 ×1014，据文献报道，对于动态淬灭，各种淬灭剂对生物大分子的最大碰撞淬灭常数为 2. 0 × 1010L / mol·s，而本次实验测得的速率常数要远大于 2. 0 × 1010L / mol·s，因此推测本次实验中姜黄素引起的 BSA 的荧光淬灭为静态淬灭。对于静态荧光淬灭，荧光淬灭强度和淬灭剂浓度间遵循公式( 2):其中，K 值代表的是结合常数，n 代表的是每个 BSA 上的结合位点数。图 4 给出的是根据公式( 2) 计算得到的双对数曲线，得到的曲线方程为 lg( F0 F) / F = 8. 6557 + 1. 26lgCQ，则 Ka =4. 52 ×108L / mol，结