大學生項目申報表吳方評

1、 附件3湖南省大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目申報表項目名稱:光譜法研究二氫槲皮素與牛血清白蛋白結合的反應特征學校名稱湖南省懷化醫(yī)學高等?？茖W校學生姓名學號專業(yè)性另1入學年份樊超2012040517藥學男2012.9鐘藝青2012040219藥學女2012.9李會娟2013040212藥學女2013.9粟蕓2013040224藥學女2013.9指導教師吳方評金蘋職稱副教授助講學科專業(yè)有機化學中藥學學生曾經參與科研的情況參與懷化醫(yī)專2012年校級大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗“紅外指紋圖譜在道地藥材和其偽品鑒別中的應用研究”參與教師課題“DAD-HPLC結合三線性分解階校正方法測定中藥紫珠中的

2、齊墩果酸和熊果酸。指導教師承擔科研課題情況1主持湖南省教育廳科研課題一項，內容為：吳茱萸生物總堿的提取及含藥血清抗菌活性研究。2參與湖南省教育廳科研課題一項，內容為：大米蛋白質綠色塑料及可食性包裝膜的制備及性能研究。3參與湖南省科技廳科研課題一項，內容為：小檗堿類衍生物對生物蛋白的影響與其抗菌活性的關系。4參與中醫(yī)藥管理局科研課題一項，內容為：中藥制劑金剛藤糖漿的質量控制與標準研究。5參與市級課題“親脂性修飾對小檗堿藥理作用的影響”,于2010年獲懷化市科技進步獎等獎。6參與市級課題“含安替比林基的?；螂孱愔参锷L調節(jié)劑的研究及應用”,于2010年獲懷化市科技進步獎三等獎。7主持市級課題“固

3、相萃取-光度法用于測定藥物及制劑中銅、鎘、鎳等重金屬的應用研究”，于2012項目研究和實驗的目的、內容和要解決的主要問題血清白蛋白是血漿中含量最豐富的載體蛋白，它能與體內的許多內源性物質及許多藥物小分子作用，并能結合生物體內存在的多種微量元素。當藥物進入人體后，首先通過血漿的貯存與運輸達到受體部位，進而發(fā)生藥理作用。進入血漿的藥物通常以兩種形式存在：一部分與血清蛋白可逆結合，另一部分呈游離態(tài)。藥物的分布、代謝、排泄以及與相應受體結合繼而發(fā)生藥理效應總是與游離態(tài)的小分子物質有關。游離態(tài)的藥物可以自由到達靶向器官，而藥物與血清蛋白結合成為復合體后，由于分子變大而不易透過毛細血管壁、血腦屏障及腎小球

4、等多種生物膜而“儲存”于血液中，限制藥物在體內的進一步釋放，從而對藥物在體內的濃度、分布與代謝產生重要影響。同時藥物與蛋白質結合的程度決定了藥物儲留于血漿中的濃度，有利于防止藥效大幅度波動以及延長藥物作用時間。所以研究血清蛋白和藥物的結合對了解藥物的藥代動力學和藥效學方面的性質有著非常重要的作用。建立藥物一蛋白結合的體外模型，了解結合強度、結合部位、結合位點數等問題，不僅有助于揭示體內的藥物動力學問題、指導合理用藥具有一定意義，還對于藥物分子設計及開發(fā)新藥也具有重要的指導意義。人血清白蛋白(Humanserumaibumin,HSA)與牛血清白蛋白(Bovineserumaibumin,BSA

5、)分別是由585和580個氨基酸殘基組成的單肽鏈蛋白質，氨基酸序列非常相似。HSA和BSA的三維晶體結構有三個類似的結構域：、II、111。每個結構域又含有兩個亞結構域A(subdomainA)和B(subdomainB)，這些亞域結構以槽口相對的方式形成圓筒狀結構，幾乎所有疏水性氨基酸都包含在圓筒腔內部，通過疏水作用聚集在一起構成疏水性空腔1。每個結構域本身都是緊密裝配的，但結構域之間的關系相當松懈，形成裂縫。藥物分子的結合位點主要分布在亞域結構IIA和I11A上。BSA與HSA的氨基酸序列和結構高度相似，而BSA更廉價易得，所以人們長期研究藥物與BSA結合的相關信息有助于了解藥物在生物體內

6、的分布、貯存、轉運、藥效、藥物代謝以及毒副作用等方面的性質。二氫槲皮素(Dihydroquercetin)，別名紫杉葉素、黃杉素、花旗松素、雙氫櫟精或二氫槲皮素是自然界中存在的一種重要的二氫黃酮醇類化合物，屬于維生素PP族?，F代藥理學研究表明二氫槲皮素具有抗腫瘤4-6、抗氧化7-8、抗病毒9-10、抗心血管系統(tǒng)疾病等生物活性作用，廣泛的應用于藥品、保健品、食品、農業(yè)、工業(yè)、煙草等行業(yè)。對二氫槲皮素的深入研究不僅對天然產物的研究與開發(fā)帶來積極的推動作用，對從分子水平揭示二氫槲皮素與血清白蛋白作用機制以及二氫槲皮素在人體內的儲存、轉運、代謝也具有重要意義。本項目通過對二氫槲皮素與牛血清白蛋白作用的

7、研究，試圖了解二氫槲皮素與牛血清白蛋白作用機制、二氫槲皮素與牛血清白蛋白的熒光猝滅機理、二氫槲皮素與牛血清白蛋白作用的位點數和結合常數以及二氫槲皮素與牛血清白蛋白作用的熱力學參數和作用力類型，以便掌握二氫槲皮素在機體內轉運和代謝的主要過程。本項目擬解決的主要問題：1蛋白質中由于色氨酸、酪氨酸的存在使其具有內源熒光，二氫槲皮素與BSA的結合可使BSA的內源熒光出現猝滅，實驗擬采用熒光猝滅法研究以了解二氫槲皮素與牛血清白蛋白的熒光猝滅機理。2.有機小分子與血清白蛋白(Serumaibumin,SA)結合時，往往具有多個結合位點，本項目采用紫外光譜法和熒光光譜法結合Scatchard方程11擬求出其

8、結合常數和位點數。3根據熱力學關系，通過實驗測得不同溫度下的結合常數和熱力學公式可擬求出結合反應的吉布斯生成自由能，焓變，熵變，和推測其作用力類型?？傊?，通過熒光猝滅機理，結合常數和位點數、熱力學參數和作用力類型的研究，推測出二氫槲皮素與牛血清白蛋白的作用機制，以了解二氫槲皮素與牛血清白蛋白在人體內的代謝情況和藥物小分子防病治病的機理，進一步探索生命活動的奧秘。參考文獻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.國內外研究現狀和發(fā)展動態(tài)二氫槲皮素是一種黃酮類化合物，存在于多種植物中，鑒于其具有許多重要的生物學活性，國內外學者對其進行了廣泛的研究。如Devi等人研究發(fā)現二氫槲皮素可以對普通淋巴細胞的增殖產生不同程度的抑制；Kandaswami等研究發(fā)現二氫槲皮素能夠輕度抑制磷狀細胞癌(HTB43)的生長在一定的濃度范圍內和緩地制止HTB

14、43細胞的生長Chu等研究二氫槲皮素對Moloney鼠白血球增多癥病毒的反轉錄酶活性表現出極高的抑制效應；Biziagos等人采用培養(yǎng)的肝炎A病毒(HAV)cF53，研究了二氫槲皮素對感染和細胞抗體的效應，發(fā)現可以抑制對加入感染細胞引起的HAV感染抗體的生成；Viadutiu等研究發(fā)現二氫槲皮素能誘導培養(yǎng)的人類皮膚成纖維細胞全酶活性(所有繁殖相關的酶活性)增加2-4倍，而不改變細胞內外酶的分布:Haraguchi等發(fā)現二氫槲皮素具有抗氧化活性，它能夠保護線粒體免受過氧化基團的損傷，而對酶活性無影響，還能保護紅細胞有防止氧化溶血的作用；YanWei等人通過DPPH法測定二氫槲皮素的抗氧化活性，結

15、果表明對Ic50濃度在4.11umol/L下二氫槲皮素具有很強的抗氧化活性。國內外學者雖從生理活性的角度進行了廣泛的研究，但利用光譜學方法對二氫槲皮素與牛血清白蛋白的作用研究國內外文獻未見報道，本項目借助紫外-可見分光光度法和熒光光譜法從分子水平對二氫槲皮素與牛血清白蛋白的作用進行研究，以了解二氫槲皮素對BSA的猝滅機制、結合位點、結合常數和熱力學參數等，以期掌握二氫槲皮素在體內的代謝情況。參考文獻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本項目學生有關的研究積累和已取得的成績1.2.3.本項目組成員曾參與懷化醫(yī)專2012年校級大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗“紅外指紋圖譜在道地藥材和其偽品鑒別中的應用研究”能熟練操作紅外光譜儀和紫外-可見分光光度計。本項目組成員參與教師課題“DAD-HPLC結合三線性分解二階校正方法測定中藥紫珠中的齊墩果酸和熊果酸”能獨立操作液相色譜儀等儀器。本項目組成員于本學期以來常查閱有關用光譜學方法研究小分子藥物與生物大分子作用的相關參考文獻，積累了較為豐富的的文獻資料。項目的創(chuàng)新點和特色二氫槲皮素屬于黃酮類別的化合物，具有抗腫瘤、抗氧化等方面的生物活性，對于二氫槲皮素與牛血清白蛋白的相互作用國內外文獻鮮有報道。本項目通過研究二氫槲皮素與牛血清白蛋白的相互作用