PLA/PBAT电纺纳米纤维膜在空气颗粒过滤中的应用与精胺调控牛肝过氧化氢酶(BLC)抗氧化机制研究

本研究针对精胺(spermine)调控抗氧化酶机制不明确的问题，通过多技术联用揭示了精胺与牛肝过氧化氢酶(BLC)的相互作用机制。研究发现精胺通过构象改变增强BLC活性，为开发新型抗氧化剂提供了理论依据，对癌症、阿尔茨海默病等氧化应激相关疾病的防治具有重要启示。

　　

在生命活动中，活性氧(ROS)就像一把双刃剑——既是细胞信号传导的重要信使，又是导致蛋白质损伤、DNA突变的元凶。为了维持这种微妙平衡，生物体进化出了复杂的抗氧化防御系统，其中过氧化氢酶(catalase)堪称"抗氧化卫士"，能高效分解过氧化氢(H₂O₂)。然而当这个系统失衡时，就会引发从癌症到阿尔茨海默病等一系列重大疾病。有趣的是，科学家们发现一种名为精胺(spermine)的小分子多胺，在癌症患者体内异常升高，它既能促进细胞增殖，又表现出显著的抗氧化特性。这种看似矛盾的双重作用背后，究竟隐藏着怎样的分子机制？

为解开这个谜团，研究人员开展了一项开创性研究。通过紫外可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和分子动力学模拟等多技术联用，首次系统揭示了精胺与牛肝过氧化氢酶(BLC)的相互作用机制。研究发现精胺能像"分子钥匙"一样改变BLC的构象，使其结构更具柔性，从而显著提升酶活性。这种激活作用可能解释了为何在精胺存在下，生物体内过氧化氢酶水平会升高。

关键技术包括：紫外可见分光光度法监测酶活性变化，荧光光谱和FTIR分析构象改变，分子动力学模拟计算均方根偏差(RMSD)、回转半径(Rg)和均方根涨落(RMSF)等参数。所有实验均在310K(约37°C)的生理温度下进行，使用0.05M磷酸缓冲液(pH7.0)体系。

【吸收分析】显示精胺通过π→π*相互作用与BLC结合，导致酶在210nm和280nm处的特征吸收峰增强，表明形成了稳定的复合物。

【荧光与FTIR分析】证实精胺诱导了BLC二级结构改变，α-螺旋含量减少，β-折叠增加，这种构象变化与酶活性提升直接相关。

【分子动力学模拟】通过RMSD、Rg等参数证实，精胺结合后的BLC结构柔性增加，特别是活性中心区域的动态性增强，有利于底物结合和产物释放。

【酶动力学研究】发现精胺使BLC的催化效率显著提高，这可能源于两个机制：一是精胺直接参与活性中心的质子传递，二是通过稳定过渡态降低反应能垒。

这项研究不仅阐明了多胺类物质调控抗氧化酶活性的结构基础，更重要的是为开发新型抗氧化药物提供了全新思路。精胺这种既能促进细胞生长又能增强抗氧化防御的双重特性，或许正是某些癌细胞赖以生存的"秘密武器"。针对这一机制的深入研究，有望为癌症等疾病的治疗开辟新途径。论文发表在《Journal of Molecular Liquids》上，为理解多胺的生物学功能提供了重要实验依据。