引用本文:曾永芳,谢江宁,李凤标,等.荧光增白剂与人血清白蛋白相互作用的多种光谱法及分子对接技术研究[J]. 化学试剂,2024,46(8):34-41.
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2024.0182
背景介绍
在我国,荧光增白剂被划分为精细化工产品,并非食品添加剂,严禁违法添加到食品中。但目前荧光增白剂的非法滥用尤为严重,已造成严重安全问题,引起社会的广泛关注。荧光增白剂主要通过食物摄入或皮肤接触等方式进入生物体后被生物体器官吸收进入血液,而后在生物体发生一系列反应,血清白蛋白是血液中含量最丰富的蛋白之一,还具有运输小分子物质功能。目前国内外对荧光增白剂与血清白蛋白相互作用的研究不多,且研究手段单一。
文章亮点
1.本研究通过多种光谱法及分子模拟对接技术对荧光增白剂C.I.135及C.I.185与HSA相互作用机制进行研究;
2.通过实验计算出两个相互作用体系的猝灭常数(KSV)、结合常数(Ka)及相关热动力学参数;
3.分析C.I.135及C.I.185与 HSA 发生结合作用后的结合机制、结合方式以及对HSA的氨基酸残基微环境和构象的影响,对荧光增白剂与HSA之间构效关系进行研究探讨。
内容介绍
通过多种光谱实验及分子模拟对接技术从相互作用的亲和力、反应过程及其主要作用力以及对HSA氨基酸残基微环境及其构象影响方面研究荧光增白剂(C.I.135、C.I.185,图1)与HSA的相互作用,建立荧光增白剂与HSA进行相互作用的体外模型,能够更好地了解荧光增白剂在人体内的运输、分配、代谢、毒害性和分子设计具有重要意义,而且对有关部门划分食品非法添加物具有重要的指导意义。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
2 结果与讨论
2.1 荧光增白剂对HSA荧光光谱的影响
2.2 荧光增白剂与HSA相互作用的猝灭机理
荧光猝灭机理主要包括静态猝灭和动态猝灭[14-16],可以通过荧光猝灭常数(KSV)在不同温度下的变化情况来区分。
如图4所示,HSA-C.I.135与HSA-C.I.185相互作用体系修正后的Stern-Volmer方程图的线性关系良好,在表2中看出,HSA-C.I.135与HSA-C.I.185相互作用体系的结合常数(Ka)值均随着温度的升高而下降。
HSA与C.I.135、C.I.185相互作用体系的紫外可见吸收光谱谱图如图5所示。进一步证明了C.I.135、C.I.185与HSA相互作用的机理是一个静态猝灭机理。
2.3 荧光增白剂与HSA的结合模式
图6为3个不同温度下HSA-C.I.135、HSA-C.I.185相互作用体系的lnKa 对1000/T作图,计算结果列于表3中。
2.4 三维荧光光谱实验
2.5 分子模拟对接实验
3 结论
基于上述实验结果,表明在近生理条件下,C.I.135、C.I.185能够有效猝灭HSA的内源性荧光,并且会产生新的基态复合物,因此猝灭机制均为静态猝灭机制,C.I.135、C.I.185与HSA进行结合是自发进行的,氢键和范德华力起到了主导作用,C.I.135、C.I.185与HSA结合后,还会引起HSA的氨基酸残基微环境以及多肽骨架构象发生改变。
从分子水平上探讨荧光增白剂C.I.135、C.I.185与HSA的相互作用机制,揭示荧光增白剂进入人体后所带来的潜在生物学影响,对荧光增白剂的更深层次的研究及新型荧光增白剂的开发提供重要的参考价值。