大学生项目申报表吴方评

1、 附件3湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目申报表项目名称:光谱法研究二氢槲皮素与牛血清白蛋白结合的反应特征学校名称湖南省怀化医学高等专科学校学生姓名学号专业性另1入学年份樊超2012040517药学男2012.9钟艺青2012040219药学女2012.9李会娟2013040212药学女2013.9粟芸2013040224药学女2013.9指导教师吴方评金苹职称副教授助讲学科专业有机化学中药学学生曾经参与科研的情况参与怀化医专2012年校级大学生研究性学习和创新性实验“红外指纹图谱在道地药材和其伪品鉴别中的应用研究”参与教师课题“DAD-HPLC结合三线性分解阶校正方法测定中药紫珠中的

2、齐墩果酸和熊果酸。指导教师承担科研课题情况1主持湖南省教育厅科研课题一项，内容为：吴茱萸生物总碱的提取及含药血清抗菌活性研究。2参与湖南省教育厅科研课题一项，内容为：大米蛋白质绿色塑料及可食性包装膜的制备及性能研究。3参与湖南省科技厅科研课题一项，内容为：小檗碱类衍生物对生物蛋白的影响与其抗菌活性的关系。4参与中医药管理局科研课题一项，内容为：中药制剂金刚藤糖浆的质量控制与标准研究。5参与市级课题“亲脂性修饰对小檗碱药理作用的影响”,于2010年获怀化市科技进步奖等奖。6参与市级课题“含安替比林基的酰基硫脲类植物生长调节剂的研究及应用”,于2010年获怀化市科技进步奖三等奖。7主持市级课题“固

3、相萃取-光度法用于测定药物及制剂中铜、镉、镍等重金属的应用研究”，于2012项目研究和实验的目的、内容和要解决的主要问题血清白蛋白是血浆中含量最丰富的载体蛋白，它能与体内的许多内源性物质及许多药物小分子作用，并能结合生物体内存在的多种微量元素。当药物进入人体后，首先通过血浆的贮存与运输达到受体部位，进而发生药理作用。进入血浆的药物通常以两种形式存在：一部分与血清蛋白可逆结合，另一部分呈游离态。药物的分布、代谢、排泄以及与相应受体结合继而发生药理效应总是与游离态的小分子物质有关。游离态的药物可以自由到达靶向器官，而药物与血清蛋白结合成为复合体后，由于分子变大而不易透过毛细血管壁、血脑屏障及肾小球

4、等多种生物膜而“储存”于血液中，限制药物在体内的进一步释放，从而对药物在体内的浓度、分布与代谢产生重要影响。同时药物与蛋白质结合的程度决定了药物储留于血浆中的浓度，有利于防止药效大幅度波动以及延长药物作用时间。所以研究血清蛋白和药物的结合对了解药物的药代动力学和药效学方面的性质有着非常重要的作用。建立药物一蛋白结合的体外模型，了解结合强度、结合部位、结合位点数等问题，不仅有助于揭示体内的药物动力学问题、指导合理用药具有一定意义，还对于药物分子设计及开发新药也具有重要的指导意义。人血清白蛋白(Humanserumaibumin,HSA)与牛血清白蛋白(Bovineserumaibumin,BSA

5、)分别是由585和580个氨基酸残基组成的单肽链蛋白质，氨基酸序列非常相似。HSA和BSA的三维晶体结构有三个类似的结构域：、II、111。每个结构域又含有两个亚结构域A(subdomainA)和B(subdomainB)，这些亚域结构以槽口相对的方式形成圆筒状结构，几乎所有疏水性氨基酸都包含在圆筒腔内部，通过疏水作用聚集在一起构成疏水性空腔1。每个结构域本身都是紧密装配的，但结构域之间的关系相当松懈，形成裂缝。药物分子的结合位点主要分布在亚域结构IIA和I11A上。BSA与HSA的氨基酸序列和结构高度相似，而BSA更廉价易得，所以人们长期研究药物与BSA结合的相关信息有助于了解药物在生物体内

6、的分布、贮存、转运、药效、药物代谢以及毒副作用等方面的性质。二氢槲皮素(Dihydroquercetin)，别名紫杉叶素、黄杉素、花旗松素、双氢栎精或二氢槲皮素是自然界中存在的一种重要的二氢黄酮醇类化合物，属于维生素PP族。现代药理学研究表明二氢槲皮素具有抗肿瘤4-6、抗氧化7-8、抗病毒9-10、抗心血管系统疾病等生物活性作用，广泛的应用于药品、保健品、食品、农业、工业、烟草等行业。对二氢槲皮素的深入研究不仅对天然产物的研究与开发带来积极的推动作用，对从分子水平揭示二氢槲皮素与血清白蛋白作用机制以及二氢槲皮素在人体内的储存、转运、代谢也具有重要意义。本项目通过对二氢槲皮素与牛血清白蛋白作用的

7、研究，试图了解二氢槲皮素与牛血清白蛋白作用机制、二氢槲皮素与牛血清白蛋白的荧光猝灭机理、二氢槲皮素与牛血清白蛋白作用的位点数和结合常数以及二氢槲皮素与牛血清白蛋白作用的热力学参数和作用力类型，以便掌握二氢槲皮素在机体内转运和代谢的主要过程。本项目拟解决的主要问题：1蛋白质中由于色氨酸、酪氨酸的存在使其具有内源荧光，二氢槲皮素与BSA的结合可使BSA的内源荧光出现猝灭，实验拟采用荧光猝灭法研究以了解二氢槲皮素与牛血清白蛋白的荧光猝灭机理。2.有机小分子与血清白蛋白(Serumaibumin,SA)结合时，往往具有多个结合位点，本项目采用紫外光谱法和荧光光谱法结合Scatchard方程11拟求出其

8、结合常数和位点数。3根据热力学关系，通过实验测得不同温度下的结合常数和热力学公式可拟求出结合反应的吉布斯生成自由能，焓变，熵变，和推测其作用力类型。总之，通过荧光猝灭机理，结合常数和位点数、热力学参数和作用力类型的研究，推测出二氢槲皮素与牛血清白蛋白的作用机制，以了解二氢槲皮素与牛血清白蛋白在人体内的代谢情况和药物小分子防病治病的机理，进一步探索生命活动的奥秘。参考文献Kragh-HansenU.Molecularaspectsofligandbindingtoserumalbumin.Pharmacol.Rev.March.,1981,33:17-53.SudlowG,BirkettDJ,W

9、adeDN.Furthercharaeterizationofspecificdrugbindingsitesonhumanserumalbumin.Mol.Pharmacol.,1976,12:1052-1061.AshokaS,SeetharamappaJ,KandagalPB,etal.Investigationoftheinteractionbetweentrazodonehydrochiorideandbovineserumalbumin.J,Lumin.,2006,121(1):179-186.DeviMA,DasNP.Invitoreffectsofnaturalplantpol

10、yphenolsontheproliferationofnormalandabnormalhumanlymphocytesandtheirsectetionofinterleukin-2J.cancerlett,1993,69(3):191-196.KandaswamiC,PekinsE,DrzewieckiG.DifferentialinhibirionofproliferationofhumansquamouscellcarcinomaandembryonicfibrblastlikelungcellsinculturebyplantflavonoidsJ.AnticancerDrugs,

11、1992,3,(5):525-530.KawaiiS,TomonoY,KataseE.EffectofcitrusflavonoidsonHL-60celldifferentiationJ.AntiCancerRes,1999,19(2A):1261-1269.YunBS,LeeIK,KimJP.LipidperoxidationsinhibitoryactivityofsomeconstituentsisolatedfromthestembarkofEucalyptusglobulusJ.ArchPharmRes.2000,23(2):147-150.NakayamaT,YamadaM,Os

12、awaT.SuppressionofactiveoxygeninducedcytotoxicitybyfiavoidsJ.Biochempharmacol,1993,45(1):265-267.ChuSC,HsiehYS,LinJY.InhibitoryfeeectsofflavonoidsonmoloneymarincLeukemiavirusreversetranscriptaseJ.Jnatprod,1992,55(2):179-183.BiziagosE,CrunceJM,PassagotJ.EffectofantiviralsubstancesonhepatitisAvirusrep

13、licationinvitroJ.JMedvirol,1987,22(1):57-66.ScatchardG.Theattentionsofproteinforsmallmoleculesandions.Ann.NYAcadSci.,1949,51(4):660-673.国内外研究现状和发展动态二氢槲皮素是一种黄酮类化合物，存在于多种植物中，鉴于其具有许多重要的生物学活性，国内外学者对其进行了广泛的研究。如Devi等人研究发现二氢槲皮素可以对普通淋巴细胞的增殖产生不同程度的抑制；Kandaswami等研究发现二氢槲皮素能够轻度抑制磷状细胞癌(HTB43)的生长在一定的浓度范围内和缓地制止HTB

14、43细胞的生长Chu等研究二氢槲皮素对Moloney鼠白血球增多症病毒的反转录酶活性表现出极高的抑制效应；Biziagos等人采用培养的肝炎A病毒(HAV)cF53，研究了二氢槲皮素对感染和细胞抗体的效应，发现可以抑制对加入感染细胞引起的HAV感染抗体的生成；Viadutiu等研究发现二氢槲皮素能诱导培养的人类皮肤成纤维细胞全酶活性(所有繁殖相关的酶活性)增加2-4倍，而不改变细胞内外酶的分布:Haraguchi等发现二氢槲皮素具有抗氧化活性，它能够保护线粒体免受过氧化基团的损伤，而对酶活性无影响，还能保护红细胞有防止氧化溶血的作用；YanWei等人通过DPPH法测定二氢槲皮素的抗氧化活性，结

15、果表明对Ic50浓度在4.11umol/L下二氢槲皮素具有很强的抗氧化活性。国内外学者虽从生理活性的角度进行了广泛的研究，但利用光谱学方法对二氢槲皮素与牛血清白蛋白的作用研究国内外文献未见报道，本项目借助紫外-可见分光光度法和荧光光谱法从分子水平对二氢槲皮素与牛血清白蛋白的作用进行研究，以了解二氢槲皮素对BSA的猝灭机制、结合位点、结合常数和热力学参数等，以期掌握二氢槲皮素在体内的代谢情况。参考文献DeviMA,DasNP.Invitoreffectsofnaturalplantpolyphenolsontheproliferationofnormalandabnormalhumanlymph

16、ocytesandtheirsectetionofinterleukin-2J.cancerlett,1993,69(3):191-196KandaswamiC,PekinsE,DrzewieckiG.DifferentialinhibirionofproliferationofhumansquamouscellcarcinomaandembryonicfibrblastlikelungcellsinculturebyplantflavonoidsJ.AnticancerDrugs,1992,3,(5):525-530ChuSC,HsiehYS,LinJY.Inhibitoryfeeectso

17、fflavonoidsonmoloneymarincLeukemiavirusreversetranscriptaseJ.Jnatprod,1992,55(2):179-183BiziagosE,CrunceJM,PassagotJ.EffectofantiviralsubstancesonhepatitisAvirusreplicationinvitroJ.JMedvirol,1987,22(1):57-66HaraguchiH,MochidaY,SakaiS.ProtectionagainstoxidativedamagebydihydroflavonoilsinEngelhardtiac

18、hrysolepisJ.BiosciBiotechnolBiochem,1996,60(6):945-948YanWei,XiaoqinChen,XinyuJiang,ZhixiangMa,JianboXiao.DeterminationoftaxifolininpolygonumorientalandstudyonitsantioxidantactivityJ.JournalofFoodCompositionandAnalysis,2009,22:154-157本项目学生有关的研究积累和已取得的成绩1.2.3.本项目组成员曾参与怀化医专2012年校级大学生研究性学习和创新性实验“红外指纹图谱在道地药材和其伪品鉴别中的应用研究”能熟练操作红外光谱仪和紫外-可见分光光度计。本项目组成员参与教师课题“DAD-HPLC结合三线性分解二阶校正方法测定中药紫珠中的齐墩果酸和熊果酸”能独立操作液相色谱仪等仪器。本项目组成员于本学期以来常查阅有关用光谱学方法研究小分子药物与生物大分子作用的相关参考文献，积累了较为丰富的的文献资料。项目的创新点和特色二氢槲皮素属于黄酮类别的化合物，具有抗肿瘤、抗氧化等方面的生物活性，对于二氢槲皮素与牛血清白蛋白的相互作用国内外文献鲜有报道。本项目通过研究二氢槲皮素与牛血清白蛋白的相互作用