蛋白质属于生物大分子,生命现象以此为物质基础。在血浆中血清白蛋白含量最为丰富,属于拥有重要地位的载体蛋白[1]。当前临床药理学与药代动力学获得快速发展,也有诸多学者开始对药物-蛋白质会如何影响药代动力学进行了研究。二者结合后,留在血浆中的药物会对药物作用进行削弱,避免出现波动现象,同时可增加药物作用时间。阿司匹林可用于诸多疾病的治疗中,具有优良的止痛、消炎以及退热功效[2]。本文主要使用荧光光度法,对在特定pH环境下阿司匹林与 HSA(人血清白蛋白)会如何相互作用进行研究,现分述如下。
摘要:目的 :探讨阿司匹林与人血清白蛋白的相互作用。方法: 主要采用荧光光谱法,对二者之间的相互作用进行测定,同时探讨二者之间的主要作用力。结果: 阿司匹林与人血清白蛋白存在猝灭效应,且具有静态性;同时范德华力为阿司匹林与人血清白蛋白的主要作用力。结论:阿司匹林与人血清白蛋白主要通过范德华力结合,因此阿司匹林一旦进入人体内部会有较快的代谢速度,此外,二者结合后会改变蛋白质构象。
关键词:医学论文发表,阿司匹林,人血清白蛋白,相互作用
1 材料与方法
1.1 一般材料
主要药品为阿司匹林对照品、人血清白蛋白以及色氨酸对照品,试剂则主要使用分析纯。选用荧光分光光度计(型号为CRT-9700,产自上海第三光学)和酸度计(型号为Phs-3C,产自上海雷磁)以及超纯水系统(型号为PWUV,产自力康生物)。
1.2 一般方法
1.2.1 溶液制备方法 在制备阿司匹林溶液时,首先称取0.1125g的阿司匹林,而后在其中添加硼砂缓冲溶液,pH值为9.18,且其中含有KCL,剂量约为0.01mol・ L-1,在溶解后将其放入量瓶中,容量为25ml即可,而后定容,浓度为2.5×10-2mol・L-1。制备人血清白蛋白溶液时,选用0.0691g的人血清白蛋白,同样加入硼砂缓冲溶液,pH值为9.18,且其中含有KCL,剂量约为0.01mol・L-1,溶解后定容至10ml的量瓶中。而后制备色氨酸溶液,称取0.1062g的色氨酸定容至量瓶中,容量为50ml。而后精密称取25μl并将其转移至25ml容器中,溶解后便会得到色氨酸溶液,浓度为1.041 mol・L-1。
1.2.2 测定法 将浓度为4.0×10-5mol・L-1、剂量为2ml的人血清白蛋白溶液放至石英比色池中,容量为1cm,而后再在其中添加阿司匹林溶液,剂量为 16μl,浓度2.5×10-2mol・L-1,在添加时主要使用微量注射器,而后再开展荧光测定。每次混入溶液后均使其均匀,而后分别放置于25℃与 37℃的环境中,放置5min,直到平衡结合后将激发波长设定为282mm,再使用荧光分光光度计对波长范围在300nm至500nm之间的发射光谱予以准确记录。
2 结果
2.1 人血清白蛋白溶液发色图位置 蛋白质内源性荧光发色图主要构成为Tyr(酪氨酸)、Phe(苯丙氨酸)以及Try(色氨酸)等残基,上述残基各具特征荧光光谱。若测定条件为 Eex=280mm,则人血清白蛋白一旦出现内源发光主要贡献为色氨酸。分别测定人血清白蛋白与色氨酸后发现,两者Eex分别为330mm与350mm。
2.2 荧光给体-受体间存在能量转移现象 阿司匹林混合于人血清白蛋白后,测定其荧光光谱发现一旦添加药物会降低人血清白蛋白荧光强度,这代表二者可相互作用,并且会产生能量转移。但是人血清白蛋白不能增强阿司匹林荧光度,这代表二者之间虽然存在能量转移,但是为非辐射性。
2.3 阿司匹林与人血清白蛋白之间存在的猝灭效应 在人血清白蛋白溶液中滴入阿司匹林溶液时,前者荧光在335mm处会被猝灭,但是在403mm处又会产生一个发射峰。而通过研究后发现荧光猝灭并非受到动态碰撞的影响。
2.4 阿司匹林与人血清白蛋白的作用力 生物大分子与药物之间存在作用力,例如静电引力、范德华力、氢键以及疏水作用力等。由于药物不一样,当其与蛋白质产生作用时也不会产生同样的类型。通过研究后发现,范德华力为阿司匹林与人血清白蛋白的主要作用力。
3 讨论
药物与蛋白质的相互作用是研究生命现象和物质作用机理的一个基本问题,已经引起了各国科学家的普遍重视。随着高科技含量仪器的出现,研究药物与蛋白质 的方法不断推陈出新,研究内容、研究手段等不断深入和完善,将会有数量越来越多、 成果越来越明显、信息越来越全面的科研报道涌现出来。药物与蛋白质的结合程度直接影响到药物储存于血浆中的含量,从而决定了 药物的最大作用强度和作用时间。生物体内,药物与蛋白质的相互作用可能会受到食物 或医药制剂中的其它物质成分的影响, 单纯针对小分子配体与蛋白质二元体系开展研究 具有一定的局限性。实验研究主要采用荧光光谱法,对阿司匹林与人血清白蛋白二者之间的相互作用进行测定,同时探讨二者之间的主要作用力,对临床上用药剂量的控制及了解药物的代谢过程具有重要的意义。通过使用荧光光谱对人血清白蛋白与色氨酸溶液进行测定后若发现二者存在相同的最大吸收光谱,说明人血清白蛋白荧光发色图的主要贡献为色氨酸;反之若不同,则代表在蛋白质疏水腔中可能存在色氨酸残基。在阿司匹林中存在水杨酸羧基,引导乙酰基团进入其中会使得苯环之间相互连接而后在共轭作用下均匀分布电荷,为药物进入疏水腔中创造了条件,而后药物与人血清白蛋白进行进一步结合,产生结合体后会对溶液中人血清白蛋白的构象进行改变。这说明蛋白质存在多种构象或者变构,且密切关联于微环境[3]。
在本研究中发现人血清白蛋白出现猝灭效应主要是因为乙酰水杨酸,同时猝灭具有静态性,受到化合物形成的影响。通过研究人血清白蛋白与阿司匹林的热力学参数后发现二者之间的作用力主要为范德华力。此外,还发现若人血清白蛋白中没有药物则其荧光强度要高于有药物的人血清白蛋白荧光强度,这说明乙酰水杨酸与存在于人血清白蛋白中的色氨酸残基之间有能量转移现象,只是为非辐射性[4]。
药物结合于血浆蛋白可对药物分布与作用起重要影响。二者相互结合后存在较大的D-H分子量,无法开展代谢活动,若药物有较高的HSA结合率则在人体内具有极其缓慢的消除速度,可延长其存在时间。范德华力作为一种引力具有非特异性,主要由存在于分子中的原子通过振动后在相互靠近的过程中引发的极化作用,继而产生瞬息偶极吸引力。当两个原子相距约50nm才会产生范德华力。范德华相较于共价键长而言,前者半径更长,因此药物在与人血清白蛋白结合时若主要通过范德华力则具有易解离性,作用不会持久,因此阿司匹林在人体内部具有较快的代谢速度。
参考文献:
[1]吕茜茜. 荧光光谱法研究几种药物小分子与人血清白蛋白的相互作用[D].西北大学,2011.
[2]黄芸,崔力剑,窦玉红,王永利. 阿司匹林与人血清白蛋白的相互作用研究[J]. 中国药理学通报,2008,09:1192-1195.
[3]谢兵,万邦江,秦宗会. 荧光猝灭法研究刚果红与人血清白蛋白的相互作用[J]. 光谱实验室,2011,02:764-769.
[4]王腾,何晓囡,张志红,郭晓燕,张丽慧,张,相秉仁. 光谱法研究阿奇霉素与人血清白蛋白的相互作用[J]. 北京石油化工学院学报,2011,03:54-59.