小分子與蛋白質(zhì)作用的譜學(xué)及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《小分子與蛋白質(zhì)作用的譜學(xué)及應(yīng)用》闡述了藥物小分子與蛋白質(zhì)相互作用的研究領(lǐng)域中所應(yīng)用的多種譜學(xué)方法及計(jì)算機(jī)化學(xué)法，其特點(diǎn)是既系統(tǒng)地介紹了這些研究方法及技術(shù)的基本原理及應(yīng)用，也以研究專題的形式從分子水平介紹了藥物小分子與蛋白相互作用的研究實(shí)例，圖文并茂，理論和實(shí)驗(yàn)測(cè)定并重。全書由兩部分共十三章組成：第一部分主要介紹了幾種球狀模型蛋白的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，論述了研究藥物小分子與蛋白質(zhì)相互作用的多種光譜學(xué)、核磁共振波譜學(xué)及計(jì)算機(jī)化學(xué)方法；第二部分介紹了黃酮類化合物、呋喃類化合物、生物堿類化合物、醌類化合物、酚類化合物、呫噸酮類化合物、聚酰亞胺類化合物與幾種球狀蛋白相互作用的研究成果。

書籍目錄

前言第一部分 基礎(chǔ)理論篇第1章 緒論1.1 引言1.2 小分子物質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用的研究方法概述1.2.1 蛋白質(zhì)與藥物小分子相互作用研究的常用方法1.2.2 蛋白質(zhì)與藥物小分子相互作用研究的其他方法參考文獻(xiàn)第2章 幾種球狀模型蛋白的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)2.1 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能和性質(zhì)2.1.1 蛋白質(zhì)在生命過程中的作用2.1.2 蛋白質(zhì)的一般結(jié)構(gòu)2.1.3 蛋白質(zhì)的性質(zhì)2.1.4 維系和穩(wěn)定蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的因素2.1.5 球狀蛋白分子結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律2.2 血清白蛋白的結(jié)構(gòu)、功能和性質(zhì)2.2.1 血清白蛋白的結(jié)構(gòu)2.2.2 血清白蛋白的生理功能2.2.3 人血清白蛋白的晶體結(jié)構(gòu)與活性部位的確定2.3 人免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)、功能和性質(zhì)2.3.1 人免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)2.3.2 免疫球蛋白的功能和性質(zhì)2.3.3 免疫球蛋白的活性部位2.4 酶蛋白——溶菌酶的結(jié)構(gòu)、功能和性質(zhì)2.4.1 溶菌酶的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2.4.2 酶蛋白分子的功能2.4.3 溶菌酶的活性與活性部位參考文獻(xiàn)第3章 光譜學(xué)法3.1 光譜分析法概述3.1.1 光譜分析法基本原理3.1.2 光譜分析法的分類3.1.3 光譜分析法的特點(diǎn)和應(yīng)用3.2 紫外可見吸收光譜法3.2.1 紫外可見吸收光譜法及其特點(diǎn)3.2.2 紫外可見吸收光譜的產(chǎn)生3.2.3 紫外可見吸收光譜測(cè)定及其表示方法3.2.4 影響紫外可見吸收光譜的主要因素3.2.5 紫外吸收光譜法在藥物-蛋白質(zhì)相互作用中的應(yīng)用3.3 分子熒光光譜法3.3.1 熒光光譜法及其特點(diǎn)3.3.2 熒光光譜的產(chǎn)生3.3.3 熒光光譜測(cè)定及其表示方法3.3.4 影響熒光光譜的主要因素3.3.5 熒光光譜法在藥物-蛋白質(zhì)相互作用中的應(yīng)用3.4 瑞利共振光散射技術(shù)3.4.1 瑞利共振光散射技術(shù)及其特點(diǎn)3.4.2 瑞利共振光散射光譜的產(chǎn)生3.4.3 瑞利共振光散射光譜的測(cè)定及其表示方法3.4.4 影響瑞利光散射光譜的主要因素3.4.5 共振光散射在藥物-蛋白質(zhì)相互作用中的應(yīng)用3.5 紅外吸收光譜法3.5.1 紅外吸收光譜法及其特點(diǎn)3.5.2 紅外吸收光譜的產(chǎn)生3.5.3 紅外吸收光譜測(cè)定及其表示方法3.5.4 影響紅外吸收光譜的主要因素3.5.5 紅外光譜法在藥物-蛋白質(zhì)相互作用中的應(yīng)用3.6 拉曼光譜法3.6.1 拉曼光譜法及其特點(diǎn)3.6.2 拉曼光譜的產(chǎn)生3.6.3 拉曼光譜與紅外光譜的關(guān)系3.6.4 拉曼光譜的測(cè)定及表示方法3.6.5 影響拉曼光譜的主要因素3.6.6 其他拉曼光譜技術(shù)3.6.7 拉曼光譜在藥物-蛋白質(zhì)相互作用中的應(yīng)用3.7 激光散射法3.7.1 激光散射法及其特點(diǎn)3.7.2 激光散射光譜的產(chǎn)生及測(cè)定3.7.3 激光散射光譜的分類3.7.4 影響激光光散射光譜的主要因素3.7.5 激光光散射在蛋白質(zhì)及其與藥物相互作用研究中的應(yīng)用3.8 圓二色譜法3.8.1 圓二色譜法及其特點(diǎn)3.8.2 圓二色譜的產(chǎn)生3.8.3 圓二色譜的測(cè)定及其表示方法3.8.4 影響圓二色譜的主要因素3.8.5 圓二色譜在研究多肽和蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第4章 核磁共振波譜法4.1 核磁共振波譜法及其特點(diǎn)4.2 核磁共振波譜的產(chǎn)生4.2.1 原子核自旋現(xiàn)象4.2.2 核磁共振現(xiàn)象4.2.3 弛豫過程4.2.4 自旋偶合及自旋分裂4.3 核磁共振波譜測(cè)定及其表示方法4.3.1 化學(xué)位移4.3.2 定性和定量分析4.4 影響核磁共振波譜的主要因素4.4.1 樣品制備4.4.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置4.4.3 溶劑選擇4.4.4 影響化學(xué)位移的主要因素4.5 核磁共振波譜在藥物-蛋白質(zhì)相互作用中的應(yīng)用4.5.1 表征蛋白質(zhì)-配體相互作用的幾個(gè)重要參數(shù)4.5.2 研究蛋白質(zhì)-配體相互作用的核磁共振波譜技術(shù)參考文獻(xiàn)第5章 用于預(yù)測(cè)藥物-蛋白質(zhì)相互作用的計(jì)算機(jī)技術(shù)5.1 定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)/活性關(guān)系5.1.1 定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)/活性關(guān)系的特點(diǎn)5.1.2 QSPR/QSAR研究的主要步驟5.1.3 QSPR/QSAR研究中的主要結(jié)構(gòu)特征5.1.4 QSPR/QSAR研究中描述符選擇方法5.1.5 QSPR/QSAR研究中的建模方法5.1.6 QSPR/QSAR在藥物-蛋白質(zhì)相互作用中的應(yīng)用5.2 分子對(duì)接技術(shù)5.2.1 分子對(duì)接技術(shù)的發(fā)展與特點(diǎn)5.2.2 分子對(duì)接的分類及方法5.2.3 分子對(duì)接主要軟件5.2.4 分子對(duì)接在藥物-蛋白質(zhì)相互作用中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第二部分 研究專題篇第6章 黃酮類化合物（山姜素和豆蔻明）與三種球狀蛋白質(zhì)相互作用的研究6.1 兩種同分異構(gòu)體的黃酮化合物簡(jiǎn)介6.2 山姜素和豆蔻明與人血清白蛋白（HSA）的相互作用研究6.2.1 山姜素和豆蔻明與HSA相互作用的熒光猝滅機(jī)理6.2.2 結(jié)合常數(shù)及結(jié)合位點(diǎn)數(shù)的計(jì)算6.2.3 結(jié)合距離的計(jì)算6.2.4 鍵合模式的確定6.2.5 判定藥物影響HSA二級(jí)結(jié)構(gòu)的定性依據(jù):同步熒光光譜與紫外光譜6.2.6 判定藥物影響HSA二級(jí)結(jié)構(gòu)的定量依據(jù):圓二色譜與紅外光譜6.2.7 藥物在血清白蛋白上結(jié)合位置的確定6.3 山姜素和豆蔻明與人免疫球蛋白（HIgG）的相互作用研究6.3.1 山姜素和豆蔻明對(duì)HIgG的熒光猝滅作用6.3.2 結(jié)合常數(shù)、結(jié)合位點(diǎn)數(shù)及結(jié)合距離的計(jì)算6.3.3 鍵合模式的確定6.3.4 判定藥物影響HIgG二級(jí)結(jié)構(gòu)的定性和定量依據(jù)6.3.5 分子對(duì)接結(jié)果6.4 山姜素和豆蔻明與溶菌酶（LYSO）的相互作用研究6.4.1 山姜素和豆蔻明對(duì)LYSO的熒光猝滅作用6.4.2 結(jié)合常數(shù)、結(jié)合位點(diǎn)數(shù)及結(jié)合距離的計(jì)算6.4.3 鍵合模式的確定6.4.4 判定藥物影響LYSO二級(jí)結(jié)構(gòu)的定性和定量依據(jù)6.4.5 共存離子對(duì)藥物-蛋白質(zhì)相互作用的影響參考文獻(xiàn)第7章 呋喃類化合物（補(bǔ)骨脂素和異補(bǔ)骨脂素）與HSA和HIgG相互作用的研究7.1 兩種同分異構(gòu)體的呋喃類化合物簡(jiǎn)介7.2 補(bǔ)骨脂素和異補(bǔ)骨脂素與HSA的相互作用研究7.2.1 補(bǔ)骨脂素和異補(bǔ)骨脂素對(duì)HSA的熒光猝滅機(jī)理7.2.2 結(jié)合參數(shù)的計(jì)算及鍵合模式的確定7.2.3 判定藥物影響HSA二級(jí)結(jié)構(gòu)的定性依據(jù):同步熒光光譜與紫外光譜7.2.4 判定藥物影響HSA二級(jí)結(jié)構(gòu)的定量依據(jù):圓二色譜與紅外光譜7.2.5 藥物在血清白蛋白上結(jié)合位置的確定7.3 補(bǔ)骨脂素和異補(bǔ)骨脂素與人免疫球蛋白（HIgG）的相互作用研究7.3.1 補(bǔ)骨脂素和異補(bǔ)骨脂素對(duì)HIgG的熒光猝滅作用7.3.2 結(jié)合參數(shù)及結(jié)合模式確定7.3.3 判定藥物影響HIgG二級(jí)結(jié)構(gòu)的定性和定量依據(jù)7.3.4 分子對(duì)接結(jié)果參考文獻(xiàn)第8章 四種生物堿類化合物與血清白蛋白的相互作用8.1 長(zhǎng)春堿類及胡椒堿化合物簡(jiǎn)介8.2 硫酸長(zhǎng)春堿與SA相互作用的熒光光譜和紫外光譜8.2.1 硫酸長(zhǎng)春堿與SA相互作用的熒光光譜和紫外光譜8.2.2 硫酸長(zhǎng)春堿對(duì)SA的熒光猝滅機(jī)理的確定8.2.3 結(jié)合常數(shù)及結(jié)合模式8.2.4 共存離子對(duì)藥物-蛋白質(zhì)相互作用的影響8.3 基于文多靈堿的熒光增敏法研究與血清白蛋白的鍵合8.3.1 文多靈堿對(duì)SA的熒光增敏效應(yīng)8.3.2 文多靈堿-SA體系的紫外光譜圖8.3.3 文多靈堿與SA的結(jié)合參數(shù)與結(jié)合模式8.3.4 確定文多靈堿在HSA的結(jié)合位置8.3.5 共存離子對(duì)文多靈堿-BSA相互作用的影響8.4 酒石酸長(zhǎng)春質(zhì)堿對(duì)BSA的鍵合研究8.4.1 酒石酸長(zhǎng)春質(zhì)堿與BSA相互作用的熒光光譜和紫外光譜8.4.2 酒石酸長(zhǎng)春質(zhì)堿對(duì)BSA的熒光猝滅機(jī)理8.4.3 確定結(jié)合參數(shù)及作用力類型8.4.4 共存離子對(duì)酒石酸長(zhǎng)春質(zhì)堿-BSA相互作用的影響8.5 胡椒堿對(duì)血清白蛋白鍵和作用的研究8.5.1 胡椒堿與SA相互作用的熒光光譜和紫外光譜8.5.2 胡椒堿對(duì)SA的熒光猝滅機(jī)理8.5.3 胡椒堿-SA體系的結(jié)合參數(shù)及模式的確定8.5.4 胡椒堿鍵和HSA的位點(diǎn)確定參考文獻(xiàn)第9章 醌類化合物（紫草素）與HSA和LYSO相互作用的研究9.1 紫草素簡(jiǎn)介9.2 紫草素與HSA和LYSO相互作用的熒光光譜及猝滅機(jī)理9.3 結(jié)合參數(shù)及模式確定9.4 判定紫草素影響蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的定性依據(jù)和定量依據(jù)9.5 紫草素在血清白蛋白上結(jié)合位置的確定9.6 共存離子對(duì)紫草素-蛋白質(zhì)相互作用的影響參考文獻(xiàn)第10章 酚類化合物（愈創(chuàng)木酚）與HSA和HIgG相互作用的研究10.1 愈創(chuàng)木酚簡(jiǎn)介10.2 分子對(duì)接結(jié)果10.3 愈創(chuàng)木酚與HSA和HIgG相互作用的熒光光譜和紫外光譜10.4 愈創(chuàng)木酚與HSA和HIgG相互作用的熒光偏振研究10.5 確定愈創(chuàng)木酚與蛋白質(zhì)鍵合的結(jié)合常數(shù)與結(jié)合模式10.6 判定愈創(chuàng)木酚影響蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的定性依據(jù)和定量依據(jù)參考文獻(xiàn)第11章 呫噸酮類化合物與HSA的相互作用11.1 兩種呫噸酮類化合物簡(jiǎn)介11.2 DC及HM鍵合HSA的紫外光譜及熒光光譜11.3 DC及HM對(duì)HSA的熒光猝滅機(jī)理11.4 結(jié)合常數(shù)及鍵合位點(diǎn)數(shù)的計(jì)算11.5 鍵合模式的確定11.6 DC及HM鍵合HSA的位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)11.7 分子對(duì)接結(jié)果參考文獻(xiàn)第12章 一種新型聚酰亞胺與蛋白質(zhì)的相互作用12.1 聚酰亞胺化合物BAFP簡(jiǎn)介12.2 BAFP與HSA、HIgG相互作用的熒光光譜和紫外光譜12.3 BAFP與HSA、HIgG相互作用的紅外光譜12.4 BAFP與HSA、HIgG相互作用的鍵合參數(shù)及模式12.5 BAFP在HSA、HIgG結(jié)合位置的確定參考文獻(xiàn)第13章 藥物小分子與蛋白質(zhì)相互作用研究的前景及展望參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：第1章 緒  論 1.1 引  言生物大分子是一切生命形式的基礎(chǔ)。重要的生物大分子有四類，主要包括蛋白質(zhì)、核酸、多糖和脂類。其中蛋白質(zhì)、核酸、多糖是聚合物，它們分別由同一類但組成不完全相同的物質(zhì)聚合而成。生物大分子在機(jī)體內(nèi)行使各種各樣的功能，而這些功能往往是由其結(jié)構(gòu)所決定的。隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)生物大分子的研究已經(jīng)從一般描述性科學(xué)過渡到探討其具體化學(xué)結(jié)構(gòu)的分子水平科學(xué)。其中蛋白質(zhì)與核酸是生物大分子中的兩大組成部分，它們直接涉及生命科學(xué)的許多核心內(nèi)容。 此外，藥物與生命體生活有著密切的聯(lián)系，藥物的吸收、分布、代謝及排泄等體內(nèi)過程，直接影響藥物在其作用部位的濃度和有效濃度的持續(xù)時(shí)間，從而決定著藥物的作用―― 藥理作用和毒性作用的發(fā)生、發(fā)展和消除。大多數(shù)藥物分子均通過與生物體內(nèi)的大分子結(jié)合起作用，這也是決定藥物是否具有良好的生物利用度、藥理活性、代謝穩(wěn)定性和低毒性的主要因素。藥物主要通過干擾病原體的代謝而抑制其生長(zhǎng)繁殖，以達(dá)到治療的目的。例如，青霉素抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，氯霉素抑制細(xì)菌核蛋白體的合成，氯喹啉與瘧原蟲的核蛋白結(jié)合［主要是與脫氧核糖核酸（DNA）相結(jié)合］抑制DNA的復(fù)制，使核酸合成減少，從而影響其生長(zhǎng)繁殖。 藥物自給藥部位進(jìn)入血液，隨血液的循環(huán)再分布于全身各組織器官中，有的藥物以其原形發(fā)生作用，有的藥物構(gòu)型發(fā)生了變化，藥物及其代謝產(chǎn)物可以通過不同的途徑排泄于體外。聯(lián)系藥物吸收、分布和排泄的樞紐是血液。藥物（無(wú)論是口服給藥還是注射給藥）進(jìn)入血液后，必然或多或少與血漿蛋白（主要是白蛋白）結(jié)合，結(jié)合后的藥物不易穿透毛細(xì)血管壁、血腦屏障及腎小球等多種生物膜，限制其進(jìn)一步運(yùn)輸，從而對(duì)藥物在體內(nèi)的分布與代謝產(chǎn)生重要影響，同時(shí)藥物與血漿蛋白結(jié)合的程度決定了藥物儲(chǔ)留于血漿中的量，影響藥物的最大作用強(qiáng)度，有利于防止作用大幅度波動(dòng)并對(duì)延長(zhǎng)藥物作用時(shí)間起到緩釋作用。 藥物無(wú)論在體內(nèi)起什么作用，其本質(zhì)都是藥物小分子與機(jī)體組織中具有重要功能的生物大分子之間進(jìn)行物理和化學(xué)反應(yīng)的最終結(jié)果。這些能夠與藥物小分子發(fā)生結(jié)合并產(chǎn)生相應(yīng)藥理藥效作用的生物大分子稱為受體。由于生物大分子參與形形色色的反應(yīng)，它們行使的功能和參與的反應(yīng)都具有高度的專一性，也是藥物小分子與受體生物大分子相互作用并產(chǎn)生某專一生物效應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)［1，2］。 在藥物小分子與生物大分子相互作用的研究中，蛋白質(zhì)作為一種重要的生物大分子已被廣泛研究。眾所周知，蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)，它參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過程。具有多樣性的蛋白質(zhì)是形形色色的生物和絢麗多彩的生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)分子的功能往往是由其結(jié)構(gòu)所決定的，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的研究是生命科學(xué)的核心課題。探索蛋白質(zhì)的構(gòu)象、組成、結(jié)構(gòu)，研究藥物、染料、表面活性劑、離子、量子點(diǎn)等小分子與蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)理和作用過程，了解在客體分子作用下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能等方面的變化，不僅對(duì)研究生物大分子和小分子（包括有機(jī)小分子、離子、量子點(diǎn)等）相互結(jié)合作用的配位本質(zhì)、促進(jìn)生命科學(xué)的發(fā)展有著重要的意義，而且對(duì)改進(jìn)和發(fā)展檢測(cè)蛋白質(zhì)的方法也有促進(jìn)作用，在藥代動(dòng)力學(xué)及臨床藥理學(xué)上也具有重要意義。因此，該領(lǐng)域已成為從事生命科學(xué)、化學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)科研者共同關(guān)注的課題［3，4］。近年來，國(guó)內(nèi)有關(guān)研究也日趨活躍［5-9］。 根據(jù)研究目的和任務(wù)不同，可選取具有不同功能的蛋白質(zhì)，如血清白蛋白、α-酸性糖蛋白［10］、血紅蛋白［11，12］、免疫球蛋白［13］、膽汁蛋白［14］等為模型蛋白。其中，血清白蛋白是血漿中最豐富的蛋白質(zhì)，是生物體內(nèi)具有重要生理功能的大分子［15］，它可以同許多內(nèi)源性和外源性物質(zhì)結(jié)合，起著重要的儲(chǔ)存和運(yùn)輸作用。并且，血液中血清白蛋白濃度長(zhǎng)期以來一直是檢驗(yàn)健康和疾病的指標(biāo)。與其他蛋白質(zhì)相比，血清白蛋白具有相對(duì)分子質(zhì)量小、水溶性好、穩(wěn)定性高、易提純制備等優(yōu)點(diǎn)，在臨床藥物研究中一直作為模型蛋白，也是研究高分子蛋白質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與功能、臨床應(yīng)用以及變異方面的理想蛋白質(zhì)，因此，在藥理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和分子生物學(xué)等方面有重要的應(yīng)用價(jià)值。 人血清白蛋白（human serum albumin，HSA）可以同許多內(nèi)源和外源小分子物質(zhì)發(fā)生作用。血液中有許多內(nèi)源物質(zhì)可與HSA結(jié)合，如膽紅素、脂肪酸、維生素、激素、電解質(zhì)等。如果體內(nèi)的脂肪酸濃度超過一定值則會(huì)禁阻許多藥物與HSA的結(jié)合，當(dāng)?shù)陀谀持禃r(shí)，則禁阻可以完全忽略，脂肪酸對(duì)藥物與HSA 結(jié)合的調(diào)節(jié)作用主要由藥物與HSA親和力的大小決定，親和力越大，脂肪酸的影響就越小；又如，HSA與膽紅素具有較強(qiáng)的結(jié)合作用，許多藥物可以將結(jié)合在HSA 上的膽紅素置換下來而導(dǎo)致細(xì)胞毒性增大，如某些磺胺藥物抑制膽紅素與HSA的結(jié)合，可以導(dǎo)致新生兒黃疸。蛋白質(zhì)除了與內(nèi)源性物質(zhì)作用外，還可以同許多外源性小分子如藥物、染料、表面活性劑、離子、配合物、量子點(diǎn)等結(jié)合。這些物質(zhì)與蛋白質(zhì)結(jié)合生成超分子復(fù)合物之后，體系的光譜、電化學(xué)等性質(zhì)發(fā)生改變，從而提供蛋白質(zhì)濃度或結(jié)構(gòu)方面的信息。因此，藥物與蛋白質(zhì)的相互作用在藥物動(dòng)力學(xué)及臨床藥理學(xué)上有重要意義。建立藥物-蛋白質(zhì)結(jié)合的體外模型，了解結(jié)合的緊密程度、結(jié)合部位、結(jié)合力、結(jié)合數(shù)等問題，不僅對(duì)揭示體內(nèi)的藥物動(dòng)力學(xué)問題、指導(dǎo)合理用藥具有一定意義，同時(shí)對(duì)進(jìn)行藥物分子設(shè)計(jì)、新藥開發(fā)也具有重要的指導(dǎo)意義［16］。 1.2  小分子物質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用的研究方法概述 人們采用多種現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)手段如紫外可見吸收光譜、熒光光譜法、圓二色譜法、激光拉曼光譜法、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜、核磁共振法、質(zhì)譜、電化學(xué)分析法、平衡透析法、液相色譜法、微量熱、毛細(xì)管電泳及黏度等方法從不同角度對(duì)小分子與蛋白質(zhì)之間的相互作用進(jìn)行了廣泛的研究。利用這些光譜可得到許多關(guān)于蛋白質(zhì)與藥物分子作用的信息，包括結(jié)合常數(shù)、結(jié)合位點(diǎn)數(shù)、結(jié)合位置、作用力類型以及蛋白質(zhì)分子在相互作用中結(jié)構(gòu)的變化等有用的信息。由于蛋白質(zhì)的特定生理活性在很大程度上由其構(gòu)象決定，因此，藥物與生物大分子是否相互作用的一個(gè)重要指標(biāo)就是蛋白質(zhì)的構(gòu)象是否發(fā)生了變化［17，18］。 1.2.1  蛋白質(zhì)與藥物小分子相互作用研究的常用方法 從蛋白質(zhì)存在的形式來看，研究蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的方法可以概括為兩大類：一類是測(cè)定溶液中蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象，如核磁共振法、圓二色性光譜法、激光拉曼光譜法、紅外光譜法、熒光光譜法、紫外光譜法以及氫同位素交換法；另一類是測(cè)定晶體蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，如X 射線衍射分析法和小角中子衍射法（表1-1）。 這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)各有其優(yōu)越性和局限性：X 射線衍射分析法雖然可以較準(zhǔn)確地測(cè)量晶態(tài)蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)，但許多蛋白質(zhì)難以培養(yǎng)出單晶，方法也很復(fù)雜，而且生命體中蛋白質(zhì)多數(shù)以溶液狀態(tài)存在，與晶體結(jié)構(gòu)往往有一定的差別，測(cè)定結(jié)果不能準(zhǔn)確地說明蛋白質(zhì)在生理狀態(tài)下結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。中子衍射法由于儀器昂貴等原因，目前應(yīng)用于蛋白質(zhì)分子構(gòu)象研究剛起步。核磁共振（nuclear magnet-ic resonance，NMR）技術(shù)只能測(cè)定小分子蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。熒光光譜法（fluores-cence spectroscopy）是研究蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的一種常用的有效方法，能提供包括激發(fā)光譜、發(fā)射光譜以及熒光強(qiáng)度、量子產(chǎn)率、熒光壽命、熒光偏振等許多物理參數(shù)，這些參數(shù)能從各個(gè)角度反映分子的成鍵和結(jié)構(gòu)情況，該法不但可以做一般的定量分析，而且還可以推斷蛋白質(zhì)分子在各種環(huán)境下的構(gòu)象變化，從而闡明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系；同時(shí)，熒光光譜法還具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、用樣量少、方法簡(jiǎn)便、儀器價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，在藥物與蛋白質(zhì)的相互作用研究中應(yīng)用越來越廣泛。圓二色性（circular dichroism，CD）光譜法也可測(cè)定蛋白質(zhì)在溶液狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，從CD 譜的變化可獲得一些重要信息。而傅里葉變換紅外光譜（Fourier transformation in-frared spectroscopy，F(xiàn)T-IR）法有其獨(dú)特之處，它適用于不同狀態(tài)、不同濃度及不同環(huán)境中蛋白質(zhì)和多肽的測(cè)定［20］，將FT-IR 與去卷積（deconvolution）、二階導(dǎo)數(shù)譜（second derivative spectrum）和曲線擬合（curve-fitting） 等數(shù)學(xué)處理方法結(jié)合用于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的研究是很有發(fā)展前景的新興研究領(lǐng)域。此外，基于計(jì)算機(jī)對(duì)接技術(shù)的分子模擬也是近年來發(fā)展較快的一門新興學(xué)科，可用于在分子水平上研究藥物與蛋白質(zhì)相互作用的情況。 1.2.2  蛋白質(zhì)與藥物小分子相互作用研究的其他方法 在諸多分析生物大分子與藥物小分子相互作用的研究方法中，除以上所述的幾種光譜法與化學(xué)信息學(xué)以外，其他儀器分析方法也較為常見。其中，平衡透析法以及超濾是應(yīng)用最為廣泛的方法，主要是因?yàn)槠浜?jiǎn)單而且易應(yīng)用于不同體系［21-27］。雖然色譜方法主要用來分離純化生物活性化合物，但固定生物大分子的高效液相色譜固定相的引入使其成為研究小分子試劑與大分子相互作用的強(qiáng)有力手段［28-30］。毛細(xì)管親和凝膠電泳［31-33］或利用蛋白質(zhì)固定相的毛細(xì)管電色譜［34］也已經(jīng)應(yīng)用于蛋白質(zhì)與藥物相互作用研究。作為研究生物大分子的溶液狀態(tài)行為的方法，激光散射方法在藥物與生物大分子相互作用研究中的應(yīng)用主要集中在兩性分子藥物與蛋白質(zhì)的研究方面［35-43］等。通過檢測(cè)小分子配體在不同蛋白質(zhì)濃度時(shí)核磁弛豫速率或擴(kuò)散系數(shù)的變化，可以用核磁共振法進(jìn)行藥物-蛋白質(zhì)的動(dòng)力學(xué)研究［44-46］。 近年來，研究生物大分子相互作用的新技術(shù)不斷出現(xiàn)，基于表面等離子體共振（surface plasmon resonance，SPR）的生物傳感器技術(shù)或稱生物分子相互作用分析技術(shù)（bimolecular interaction analysis，BIA）［47-50］在生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究方面已取得了很大的進(jìn)展。Rich 等利用SPR 傳感器研究了香豆素、洋地黃毒苷、萘普生、強(qiáng)的松、利福平等藥物［51］與HSA 的相互作用；Ahmad 等［52］則利用基于SPR方法的Biacore 3000 傳感器研究了對(duì)映體藥物與固定蛋白質(zhì)的相互作用的差異性。雖然SPR 必須將研究對(duì)象之一固定于換能器表面，但其仍將是研究相互作用的一種較好的方法。此外，在藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究中，高效前沿分析［53，54］是近幾年發(fā)展起來的一種能同時(shí)測(cè)定藥物與蛋白質(zhì)結(jié)合平衡中游離藥物濃度和總藥物濃度的一種新的色譜方法，該方法通過測(cè)定平臺(tái)峰高度和峰面積可得到游離藥物濃度和總藥物濃度，研究藥物-蛋白質(zhì)結(jié)合情況，測(cè)得生物利用度等藥動(dòng)學(xué)參數(shù)。 對(duì)藥物與蛋白質(zhì)結(jié)合的研究一般分為定量、定性兩種。確定復(fù)合物的離解常數(shù)和結(jié)合位點(diǎn)數(shù)就是定量研究，確定這些常數(shù)有助于了解復(fù)合物的穩(wěn)定性；而對(duì)藥物-蛋白質(zhì)復(fù)合物的特征參數(shù)進(jìn)行定性描述，則有助于進(jìn)行藥物篩選，并能提供藥物空間取向信息等。 近年來，作者致力于植物藥中活性小分子與蛋白質(zhì)相互作用的研究。針對(duì)藥物小分子與蛋白質(zhì)相互作用的情況，本書闡述了兩方面內(nèi)容：一是論述相關(guān)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，以及多種光譜學(xué)、核磁共振波譜學(xué)和計(jì)算機(jī)化學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論；二是介紹應(yīng)用多種譜學(xué)方法（主要包括熒光光譜法、紫外光譜法、傅里葉變換紅外光譜法和圓二色性光譜法），并結(jié)合計(jì)算機(jī)化學(xué)法對(duì)若干植物藥中活性小分子與幾種球狀蛋白質(zhì)相互作用的研究成果［55-83］。 參考文獻(xiàn) ［1］徐文芳.新藥設(shè)計(jì)原理與方法.北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，1997. ［2］姜紅，安普麗，蔣曄.藥物與蛋白質(zhì)相互作用研究方法的進(jìn)展.第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，28（6） ： 662. ［3］Lin Y L，Lin S R，Wu T T，et al.Evidence showing an intermolecular interaction 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《小分子與蛋白質(zhì)作用的譜學(xué)及應(yīng)用》是生命科學(xué)研究的重要領(lǐng)域，藥物小分子與蛋白質(zhì)作用機(jī)理的研究具有很大的發(fā)展?jié)摿?，是醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)、化學(xué)、分子生物學(xué)學(xué)科中的重要課題。也可為探討人類疾病機(jī)理，診斷、預(yù)防疾病，制藥和新藥開發(fā)提供重要的信息和依據(jù)，在闡明藥物動(dòng)力學(xué)、耐藥性和毒副作用的機(jī)理及臨床藥理學(xué)方面也具有重要意義。不僅對(duì)從事藥物開發(fā)和生命科學(xué)領(lǐng)域的科研人員具有重要的指導(dǎo)作用和參考價(jià)值，而且還可供高等院校相關(guān)專業(yè)的師生閱讀參考。

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