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黄酮及其配合物与牛血清白蛋白相互作用和清除自由基活性的研究

邹淑君

黄酮及其配合物与牛血清白蛋白相互作用和清除自由基活性的研究

邹淑君1
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作者信息

  • 1. 黑龙江中医药大学
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摘要

本研究运用多种光谱分析手段,从分子水平上研究了六种黄酮类化合物与牛血清白蛋白(BSA)在模拟生理pH条件下的相互作用及构效关系。结果表明六种黄酮与BSA都能发生明显的结合作用,并对BSA的二级构象产生微弱的影响。通过黄酮对BSA的猝灭效率及黄酮与BSA结合作用的荧光猝灭常数、结合常数等相关参数进行分析探讨,得出不同结构的黄酮与BSA结合作用的差异。同时测试了黄酮对三种自由基的清除能力,探讨了黄酮清除自由基作用的构效及与黄酮结合BSA作用构效的相关性。 合成了橙皮素配合物和木犀草素配合物。多种光谱法研究了配合物与BSA作用,并对比讨论了黄酮配合物与BSA作用和黄酮与BSA作用的差别。还研究了橙皮素配合物对三种自由基的清除能力,并与橙皮素对自由基清除作用的活性进行比较分析。 论文主要内容共分以下六个部分: 第一部分综述了黄酮及其配合物的主要特点及功能;血清白蛋白的结构特点及研究黄酮与血清白蛋白相互作用的手段和方法;黄酮及其配合物与血清蛋白作用及抗氧化活性研究。 第二部分运用荧光光谱法、同步荧光法、紫外-可见光谱和圆二色谱法研究了橙皮素、橙皮苷、香叶木素、木犀草素、槲皮素及芦丁和BSA的结合作用关系。结果表明几种黄酮都能有效猝灭BSA的荧光,说明与BSA发生了作用,且对BSA的荧光猝灭程度为木犀草素>槲皮素>香叶木素>橙皮素>芦丁>橙皮苷。还从不同角度探讨了黄酮结构对其与BSA结合作用的影响: 1.黄酮母环上羟基糖苷化对结合BSA的影响:通过对比橙皮素、橙皮苷、槲皮素及芦丁与BSA作用的结果表明,黄酮母环上的羟基被糖苷取代后将会降低其对BSA的荧光猝灭效率,使黄酮与BSA的结合常数降低,甚至改变黄酮与BSA之间的作用机理和作用力类型。 2.黄酮母环3位羟基有无对结合BSA的影响:通过分析槲皮素和木犀草素与BSA作用的结合常数及结合作用力,表明3位羟基的引入会减弱黄酮对BSA的荧光猝灭效率,也会减弱与BSA之间的作用程度。 3.邻位羟基有无及羟基氢被甲氧基化对结合BSA的影响:通过分析香叶木素和木犀草素与BSA作用的结果表明邻位羟基氢中有一个甲氧基化会减弱其对BSA的荧光猝灭及与BSA的结合稳定程度。 4.黄酮C环2、3位单双键不同对结合BSA的影响:通过分析六种黄酮与BSA作用的荧光光谱发现,2、3位单键的二氢黄酮会导致BSA的荧光光谱红移,红移表明二氢黄酮使BSA中发光氨基酸附近的极性增强,亲水作用增强;而2、3位双键的黄酮、黄酮醇都导致BSA的荧光光谱蓝移,蓝移表明黄酮及黄酮醇使BSA中发光氨基酸附近的极性减弱,疏水作用增强。并且黄酮比相似的二氢黄酮对BSA猝灭效率及结合程度略大 第三部分研究了四种黄酮清除DPPH自由基、超氧阴离子自由基和羟基自由基的能力。结果表明清除自由基能力的基本规律为:木犀草素>香叶木素≈橙皮素>橙皮苷。说明这些黄酮清除自由基活性的构效关系与黄酮结合BSA作用的构效关系相似。 第四部分合成了橙皮素配合物和木犀草素配合物,对其进行表征,确定了所合成配合物的化学式和结构式。结果显示黄酮与金属离子配位所形成的配合物的结构与中心金属离子类型有关,也与金属盐中的阴离子有关。 第五部分多种光谱法研究了橙皮素与乙酸盐形成的钙、铜、锌配合物及木犀草素与乙酸盐形成的钙、铜、锌配合物与BSA的结合作用关系。结果表明配合物都能有效猝灭BSA的荧光。本实验考察的几种配合物与BSA作用的静态结合能力比对应的黄酮弱。配合物与BSA作用力的类型发生较大变化。另外,同步荧光光谱和圆二色谱表明,黄酮配合物对BSA二级构象影响很大,而黄酮对BSA二级构象影响微弱。 第六部分研究了橙皮素分别与盐酸盐和乙酸盐体系反应合成的钙、铜、锌配合物对DPPH自由基、超氧阴离子自由基和羟基自由基的清除能力。结果表明对自由基清除能力为:橙皮素盐酸盐过渡金属配合物>橙皮素>橙皮素乙酸盐过渡金属配合物;橙皮素主族金属配合物<橙皮素。说明金属离子及配合物结构都是影响黄酮络合后活性的重要因素。 综上,黄酮母环羟基糖苷化、3位羟基有无、2、3位单双键及邻二羟基氢甲基化等因素对黄酮与BSA作用都有明显的影响,这对阐明不同结构黄酮体内蛋白结合率、生物利用度、代谢、作用机制、药效及毒性等都有重要意义;研究黄酮清除自由基活性,并表明黄酮清除自由基活性构效关系与黄酮结合BSA的活性构效关系具有相似性,这为进一步阐明黄酮类化合物体内抗氧化机制提供参考。合成黄酮配合物,并研究其与BSA的作用及清除自由基活性,阐明黄酮形成配合物后的结构和活性即与金属离子有关,同时也与原料盐的阴离子有关,这对黄酮络合改性新药设计有重要参考价值。

关键词

黄酮配合物/牛血清白蛋白/分子间相互作用/自由基/清除能力/抗氧化机制

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授予学位

博士

学科专业

中药学

导师

马英丽

学位年度

2013

学位授予单位

黑龙江中医药大学

语种

中文

中图分类号

R9
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