苯那普利/芹菜素与牛血清白蛋白结合的竞争-变构-协同机制光谱学研究

《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》：Spectroscopic investigation of the competitive-allosteric-synergistic mechanism in the binding of benazepril/apigenin to bovine serum albumin

本文采用多光谱技术研究抗高血压药苯那普利（BNZ）与天然活性化合物芹菜素（AP）在牛血清白蛋白（BSA）上的协同作用机制。研究发现AP对BSA的结合亲和力（Ka = 1.07 × 105 M?1）显著高于BNZ（Ka = 3.96 × 104 M?1），二者通过竞争-变构-协同机制相互作用：AP通过竞争结合和变构效应抑制BNZ与BSA的结合，而BNZ对AP-BSA结合的干扰有限。联合使用可降低能量转移效率（E从27.42%降至11.46%），增大结合距离（r从2.82 nm增至3.37 nm），并协同改变BSA二级结构及氨基酸微环境疏水性。该研究为BNZ-AP联合用药方案提供了分子水平依据。

　　

亮点

荧光光谱分析

在BNZ/AP与BSA的相互作用过程中，荧光光谱（图1）能够提供相互作用常数、结合力以及BSA构象变化的信息。BNZ（19.6 μM）使BSA在350 nm处的荧光强度淬灭了43.37%，并产生0.4 nm的蓝移。相同浓度的AP使BSA荧光强度淬灭了76.90%，并产生2.4 nm的蓝移。这表明BNZ和AP均能降低BSA的荧光强度并引起光谱蓝移，提示BNZ和AP均与BSA发生了相互作用，且AP对BSA的荧光淬灭作用和构象影响更强。

结论

本文研究了BNZ/AP与BSA的结合特性，以及两种药物联用对BSA结构和功能的协同作用机制。荧光光谱实验表明，AP与BSA的结合更强，且位于BSA的疏水腔附近。AP与BNZ竞争结合BSA，这可能会增加游离BNZ的浓度，从而增加低血压风险。紫外-可见光谱（UV-Vis）、同步荧光光谱（SFS）、三维荧光光谱（3D）和圆二色谱（CD）实验表明，黄酮类化合物AP比BNZ引起更显著的BSA二级结构变化（α-螺旋含量减少6.71%）。二者共存时通过竞争-变构-协同机制进一步改变BSA的构象和微环境疏水性（荧光光谱蓝移3.0 nm）。游离巯基（-SH）测定表明AP和BNZ均能保护游离-SH，且AP是主导因素。酯酶活性实验证实AP和BNZ协同抑制BSA功能。