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药物与蛋白质弱相互作用的NMR研究

白国允

   核磁共振(NMR)波谱在研究药物与蛋白质的弱相互作用方面具有一定的优势。运用多种NMR参数建立起来的方法能够用于确定结合常数、筛选药物以及确定配体小分子在结合位点的空间取向。本论文建立了低亲和性竞争结合模型CLAB,并用两种药物和白蛋白体系加以验证;利用扩散实验中的trNOE现象建立了新的Epitope Mapping方法,用来确定配体在结合位点的空间取向;此外,我们用NMR方法研究了中药有效成分与人血清白蛋白的结合。 首先,本论文建立了一种低亲和性竞争结合模型CLAB,用来确定两种药物(A、B)在蛋白(P)上共有的结合位点的数目。该模型是基于以下假设为基础建立的:a)蛋白上所有的结合位点都是独立的;b)对于检测方法(本论文所用的为NMR)的时间尺度来讲,结合反应PA + B≠PB + A是快速可逆的;c)所测得的参数是自由态和结合态参数的权重平均值;d)每个配体的所有结合点具有相同的离解常数,但不同配体(A和B)的离解常数不同(KdB≠KdA)。我们用人血清白蛋白(HSA)作为受体,水杨酸(SAL)和托美丁(TOL)作为配体验证了该模型。测定浓度滴定过程中质子纵向弛豫速率(R1)的变化,根据CLAB模型确定共有结合位点的数目。结果表明,在SAL的32±4个位点,和TOL的28±2个位点中,两者共有的结合位点为17±5个。这个结果说明尽管人血清白蛋白对多数配体有很大的结合容量,仍然有相当一部分低亲和性结合位点是结构选择性的。 其次,运用扩散NMR实验中的trNOE现象,建立了Epitope Mapping新方法,用于表征配体的空间取向。用BPPLED序列测定药物-蛋白体系中药物的扩散系数时,扩散时间内配体与受体之间的trNOE会使测定结果偏小。当CPMG脉冲串加在BPPLED序列中第一个90°脉冲之后时,不仅可以用来消除蛋白背景峰的影响,还可以阻断从蛋白到配体的trNOE,使测量结果更加可信。此外,由于在CPMG-BPPLED和BPPLED-CPMG实验中,CPMG对trNOE的影响不同,因此改变扩散时间,可以观察到不同序列中质子衰减速率有差异。受蛋白结合的影响越大,衰减速率的差异越显著。将这两个实验中质子衰减速率的改变量化,数值的大小反映了配体各部……   
[关键词]:核磁共振;药物;弱相互作用;人血清白蛋白
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)2005年