溴代苯酚與牛血清白蛋白的相互作用研究

背景介紹飲用水消毒能夠通過滅活病原體、最大限度地減少水生疾病的傳播，在保障公共衛(wèi)生方面發(fā)揮了重要的作用。但消毒劑會跟水中的天然有機物發(fā)生反應(yīng)生成消毒副產(chǎn)物（DisinfectionByproducts，DBPs）。蛋白質(zhì)是廢水的主要成分之一，而牛血清白蛋白（BovineSerumAlbumin，BSA）是水溶性最大的蛋白質(zhì)，BSA與人血清白蛋白（HumanSerumAlbumin，HSA）是最常用的兩種SA，其中BSA因其與HSA結(jié)構(gòu)相似（相似度高達76.5%）、價格低廉與方便獲取等優(yōu)點成為諸多研究人員研究小分子有機物與蛋白質(zhì)的相互作用的首選模型蛋白。本文亮點1采用熒光光譜法、紫外可見光譜法和分子對接法研究兩種溴代芳香族DBPs（4BPh和24DBPh）分別與BSA的相互作用，對熒光猝滅機制、相互作用力、結(jié)合位點等進行深入探究；2本文的研究結(jié)果對于深入揭示水環(huán)境中大分子如BSA對DBPs的環(huán)境行為影響機制以及評價DBPs在生物體內(nèi)的毒性效應(yīng)具有參考意義。內(nèi)容介紹1

4BPh和24BPh對BSA熒光光譜的影響1.1

熒光猝滅現(xiàn)象圖1a~1f展示了在290、300和310

K溫度下不同濃度DBPs對BSA的熒光光譜的影響，其中激發(fā)波長設(shè)為280

nm時，波長范圍設(shè)為300~500nm。1.2

熒光猝滅機制熒光猝滅機制通常包括靜態(tài)猝滅與動態(tài)猝滅，但有些情況二者都涉及。二者最根本的區(qū)別在于靜態(tài)猝滅機制是猝滅劑能與具有熒光特性的大分子形成不具有熒光特性的基態(tài)復(fù)合物，從而使熒光強度減弱的過程；而動態(tài)猝滅則是指處于激發(fā)態(tài)的熒光物質(zhì)與猝滅劑發(fā)生碰撞、接觸等與擴散有關(guān)的分子相互作用的過程。2

熱力學(xué)參數(shù)與相互作用力分析蛋白質(zhì)與配體之間的相互作用力包括氫鍵、范德華力、靜電力與疏水作用等，判斷依據(jù)主要是熵變（ΔS）與焓變（ΔH）的符號與大小，如ΔS的正值表明作用力主要是疏水作用，而ΔS的負值表明作用力主要是氫鍵與范德華力。3

4BPh和24BPh對BSA構(gòu)象的影響3.1

同步熒光光譜分析同步熒光光譜能夠監(jiān)測到蛋白質(zhì)與配體相互作用時氨基酸殘基的變化（其最大發(fā)射波長（λmax）的變化可以指示微環(huán)境的極性與疏水性的變化），因而被廣泛用于分析配體對蛋白質(zhì)的構(gòu)象影響[33]。圖2展示了溫度為290K條件下4BPh和24DBPh的同步熒光光譜。3.2

紫外可見光譜分析紫外可見光譜因其成本低、高效且操作簡便等優(yōu)點也成為配體對蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響的有效工具[33]。從圖3可以看出隨著4BPh和24DBPh濃度逐漸增加，BSA在278nm處的紫外吸收峰逐漸增強，并發(fā)生明顯藍移。4

分子對接分子對接既能驗證光譜實驗結(jié)果，又能合理且直觀地在分子水平上模擬配體與蛋白質(zhì)的相互作用機制。根據(jù)以往研究結(jié)果表明BSA與配體的主要結(jié)合位點是亞結(jié)構(gòu)域IIA與IIIA[35]。分子對接結(jié)果即4BPh、24DBPh與BSA結(jié)合的最穩(wěn)定構(gòu)象如圖4所示。5

結(jié)論本文通過熒光光譜法、紫外可見光譜法與分子對接法研究了4BPh/24DBPh與BSA之間的相互作用。結(jié)果表明4BPh和24DBPh都能猝滅BSA的內(nèi)源熒光并遵循靜態(tài)猝滅機制。24DBPh與BSA的結(jié)合作用比4BPh更強，該結(jié)合常數(shù)對于評價DBPs的毒性效應(yīng)具有一定參考