精胺与牛肝过氧化氢酶(BLC)相互作用的分子机制：光谱学与模拟研究揭示抗氧化调控新途径

本研究通过光谱学与分子模拟技术，首次系统阐释了精胺(spermine)与牛肝过氧化氢酶(BLC)的相互作用机制。研究发现精胺通过改变BLC构象增强其催化活性，为理解多胺类物质调控抗氧化酶活性的分子基础提供了新证据，对氧化应激相关疾病防治具有重要启示意义。

　　

在生命活动中，活性氧(ROS)的过量产生会导致氧化应激，与阿尔茨海默病、癌症等重大疾病密切相关。作为细胞内重要的抗氧化酶，牛肝过氧化氢酶(BLC)能催化分解H₂O₂为H₂O和O₂，但其活性调控机制尚未完全阐明。精胺(spermine)作为天然多胺，虽已知具有自由基清除功能，但其与抗氧化酶的相互作用模式仍属研究空白。

研究人员通过紫外-可见光谱(UV-Vis)、荧光光谱、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等实验技术结合分子动力学模拟，系统研究了精胺与BLC的相互作用。光谱分析显示精胺通过π-π堆积作用与BLC结合，导致酶蛋白210nm和280nm处特征吸收峰强度改变。FTIR数据证实精胺诱导BLC二级结构发生显著变化，α-螺旋含量减少而β-折叠增加。分子动力学模拟的RMSD(均方根偏差)、Rg(回转半径)和RMSF(均方根波动)参数表明，精胺结合使BLC构象灵活性增强。值得关注的是，这种结构变化反而提升了BLC的催化效率，其分解H₂O₂的活性显著增强。

主要技术方法包括：紫外-可见分光光度法监测复合物形成、荧光猝灭实验测定结合常数、FTIR分析二级结构变化、分子动力学模拟评估构象动力学特征，以及酶动力学分析催化活性变化。

【吸收分析】显示精胺(0.00–4.25 mM)通过静态猝灭机制与BLC形成复合物，结合常数达10⁴ M^-1量级。【荧光研究】证实精胺主要与BLC的色氨酸残基相互作用，猝灭过程符合Stern-Volmer方程。【FTIR结果】表明精胺使BLC的α-螺旋减少6.3%，同时β-折叠增加4.8%。【计算模拟】显示BLC-spermine复合物的RMSD波动范围(0.1-0.3nm)大于游离BLC，提示结构柔性增强。【酶活测定】发现精胺使BLC的K_m值降低而V_max升高，表明其通过变构效应提升催化效率。

该研究首次从分子层面揭示了精胺调控BLC活性的双重机制：既作为自由基清除剂直接中和ROS，又通过变构调节增强抗氧化酶活性。这一发现为开发基于多胺的抗氧化疗法提供了理论依据，对防治氧化应激相关疾病具有重要价值。论文发表于《Journal of Molecular Liquids》，为理解生物体内抗氧化防御网络的精密调控开辟了新视角。