基于表面等离子体共振技术的血清白蛋白与色氨酸对映异构体手性识别的热力学研究.pdfVIP

V01．36 高等学校化学学报 No．5 CHEMICALOFCHINESE 2015年5月 JOURNAL UNIVERSITIES 881～885 基于表面等离子体共振技术的血清白蛋白与 色氨酸对映异构体手性识别的热力学研究 申刚义1，高 妍1，张爱芹2，崔箭1，戴东升3 (1．中央民族大学中国少数民族传统医学研究院，2．生命与环境科学学院，北京100081； 3．太原琳焓达科技有限公司，太原044602) 摘要利用表面等离子体共振(SPR)技术，从热力学角度研究了牛血清白蛋白、人血清白蛋白与色氨酸对映 异构体相互作用的手性识别，考察了pH值、离子强度和温度对亲和力的影响．利用热力学方法计算并探讨 了作用机理．实验结果表明，牛血清白蛋白及人血清白蛋白与L-色氨酸的结合有高度特异性．热力学参数计 算结果证明疏水作用在手性识别过程中起主要作用，但不排除静电作用有一定的贡献． 关键词表面等离子体共振；手性识别；血清白蛋白；色氨酸；热力学 中图分类号0657 文献标志码A 手性是自然界的一种基本属性，手性识别研究作为自然科学领域最具有挑战性的课题之一，对于 揭示生物分子的作用机制和规律具有重要意义．氨基酸作为生命运动主要执行者——蛋白质的组成单 元，是最常见的一类小分子手Jf生物质，其在生物体内的吸收路径几乎完全是血液．血清白蛋白(SA)作 为血液中含量最丰富的血浆蛋白，是生物小分子发挥作用的关键载体．氨基酸对映异构体与SA的结 合差异直接影响其在生命体内的分布和生理作用．因此，研究SA大分子与氨基酸小分子之间的手性 识别作用，对医学、药学及生物学等领域都具有重要意义¨J． 常见的手性识别研究方法主要有色谱法心“J、质谱法H’61和光谱学法等。卜10J，其中表面等离子体 共振(SPR)作为一种免标记且实时监测的表面型光谱技术，为全方位探测生物大分子与小分子的相互 等¨41构筑了硫酸葡聚糖传感膜，研究了其对D一和￡一半胱氨酸手性作用的差异；Koh等u纠则探讨了亮 氨酸衍生物的手性识别作用． 色氨酸(Trp)作为一种生命体必需的氨基酸，广泛存在于自然界，主要用于调节生命体内蛋白质 合成，并参与免疫和消化等多种过程．Trp既含有亲水性的氨基和羧基，又含有疏水性的吲哚基，研究 其与sA的结合性能对于探讨SA与其它类型手性氨基酸的作用规律和机理都有一定的参考意义． 构体手性识别的动力学行为，发现BSA在与Trp的L一和D一型对映异构体相互作用过程中存在明显的 动力学差异． 为了深入理解SA与氨基酸分子作用过程中的手性识别机理，本文在前期研究基础上，以BSA为 手性识别主体分子，选择与其结构相似的人血清白蛋白(HSA)为对照，进一步在不同环境(pH、温度 及离子强度)条件下研究了sA与Trp对映异构体之间的相互作用，并从热力学角度探讨了sA对Trp 的手性识别． 收稿日期：2014-11-25．网络出版日期：2015-03-31． 展计划项目(批准号：IRT_13R63)资助． 联系人简介：申刚义，男，博士，副研究员，主要从事民族医药分析新方法研究．E-删Iil：shengy@mac．edu．ca 戴东升，男，博士，高级工程师，主要从事生物制药研究．E-mail：dongshengdai@126．corn 万方数据 882 高等学校化学学报 1 实验部分 1．1试剂与仪器 基丙基)碳二亚胺(EDC)、1 mmol／L mmol／L 0．5％SDS，50 NaOH和100 公司和Sigma公司；色谱纯Trp对映异构体购自上海惠兴生化试剂有限公司；其余分析纯试剂均购自 北京化学试剂公司． mmol／L mmol／L 运行缓冲液(PBST)由10Na3P04和150 调节pH至7．4，使用前经0．22斗m微孔滤膜过滤． ProtenOn Milli．Q纯水系统(Millipore公司)． 1．2