溴代苯酚与牛血清白蛋白的相互作用研究.docx

背景介绍

饮用水消毒能够通过灭活病原体、最大限度地减少水生疾病的传播，在保障公共卫生方面发挥了重要的作用。但消毒剂会跟水中的天然有机物发生反应生成消毒副产物（DisinfectionByproducts，DBPs）。蛋白质是废水的主要成分之一，而牛血清白蛋白（BovineSerumAlbumin，BSA）是水溶性最大的蛋白质，BSA与人血清白蛋白（HumanSerumAlbumin，HSA）是最常用的两种SA，其中BSA因其与HSA结构相似（相似度高达76.5%）、价格低廉与方便获取等优点成为诸多研究人员研究小分子有机物与蛋白质的相互作用的首选模型蛋白。

本文亮点

1采用荧光光谱法、紫外可见光谱法和分子对接法研究两种溴代芳香族DBPs（4BPh和24DBPh）分别与BSA的相互作用，对荧光猝灭机制、相互作用力、结合位点等进行深入探究；

2本文的研究结果对于深入揭示水环境中大分子如BSA对DBPs的环境行为影响机制以及评价DBPs在生物体内的毒性效应具有参考意义。

内容介绍

1?4BPh和24BPh对BSA荧光光谱的影响

1.1??荧光猝灭现象

图1a~1f展示了在290、300和310?K温度下不同浓度DBPs对BSA的荧光光谱的影响，其中激发波长设为280?nm时，波长范围设为300~500nm。

1.2??荧光猝灭机制

荧光猝灭机制通常包括静态猝灭与动态猝灭，但有些情况二者都涉及。二者最根本的区别在于静态猝灭机制是猝灭剂能与具有荧光特性的大分子形成不具有荧光特性的基态复合物，从而使荧光强度减弱的过程；而动态猝灭则是指处于激发态的荧光物质与猝灭剂发生碰撞、接触等与扩散有关的分子相互作用的过程。

2?热力学参数与相互作用力分析

蛋白质与配体之间的相互作用力包括氢键、范德华力、静电力与疏水作用等，判断依据主要是熵变（ΔS）与焓变（ΔH）的符号与大小，如ΔS的正值表明作用力主要是疏水作用，而ΔS的负值表明作用力主要是氢键与范德华力。

3?4BPh和24BPh对BSA构象的影响

3.1??同步荧光光谱分析

同步荧光光谱能够监测到蛋白质与配体相互作用时氨基酸残基的变化（其最大发射波长（λmax）的变化可以指示微环境的极性与疏水性的变化），因而被广泛用于分析配体对蛋白质的构象影响[33]。图2展示了温度为290K条件下4BPh和24DBPh的同步荧光光谱。

3.2??紫外可见光谱分析

紫外可见光谱因其成本低、高效且操作简便等优点也成为配体对蛋白质构象的影响的有效工具[33]。从图3可以看出随着4BPh和24DBPh浓度逐渐增加，BSA在278nm处的紫外吸收峰逐渐增强，并发生明显蓝移。

4?分子对接

分子对接既能验证光谱实验结果，又能合理且直观地在分子水平上模拟配体与蛋白质的相互作用机制。根据以往研究结果表明BSA与配体的主要结合位点是亚结构域IIA与IIIA[35]。分子对接结果即4BPh、24DBPh与BSA结合的最稳定构象如图4所示。

5??结论

本文通过荧光光谱法、紫外可见光谱法与分子对接法研究了4BPh/24DBPh与BSA之间的相互作用。结果表明4BPh和24DBPh都能猝灭BSA的内源荧光并遵循静态猝灭机制。24DBPh与BSA的结合作用比4BPh更强，该结合常数对于评价DBPs的毒性效应具有一定参考意义。该研究结果有助于深入探明DBPs与水中的大分子如蛋白质结合后的环境行为，同时也为从分子水平上阐明DBPs对大分子蛋白的毒性机制提供了参考。