《Journal of Molecular Liquids》：Comprehensive investigation of potassium bitartrate binding to bovine serum albumin: a multi-spectroscopic and molecular docking study
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研究了酒石酸钾（PBT）与BSA（牛血清白蛋白）的相互作用。
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BSA的荧光猝灭机制是静
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研究了酒石酸钾（PBT）与BSA（牛血清白蛋白）的相互作用。
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BSA的荧光猝灭机制是静态猝灭。
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范德华力或氢键在PBT与BSA的结合中起作用。
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加入PBT后，BSA的紫外吸收减少。
引言
在过去几十年中，全球人口的快速增长和饮食习惯的变化提高了公众对食品安全以及摄入添加剂对长期健康影响的认识。确保食品成分的安全性已成为营养学、毒理学和食品化学领域研究人员的核心优先事项。食品添加剂虽然对于延长保质期、改善口感、外观和生产效率至关重要，但它们可能与人体内的生物大分子相互作用，可能导致结构和功能上的改变[1]。
在这个变化加速的世界里，健康食品的重要性显著增加。食品安全研究人员的工作是全面评估影响食品生产的所有因素，以改善社区健康并减少不健康食品消费引起的问题。随着人口的大幅增加以及对更快、更大规模食品生产的需求，使用食品添加剂变得至关重要，以提升生产力并降低成本[2]。由于食源性疾病发病率上升，关于食品添加剂作为慢性疾病潜在诱因的综合性研究也越来越多[2]。
泡打粉（BKP）是一种广泛用于蛋糕、甜点和其他面粉基产品烘焙中的化学膨松剂。它使这些产品变得蓬松透气，在全球范围内被广泛应用。BKP由一种碱（碳酸氢钠）和一种或多种弱酸组成，并加入缓冲剂以防止使用前的过早反应[3]。BKP配方中最常用的酸包括磷酸一钙、酒石酸钾、焦磷酸钠和铝磷酸钠[4]。
酒石酸钾（PBT，化学式KC?H?O?，图1），通常被称为酒石酸氢钾（CAS编号868–14-4），是葡萄酒酿造的副产品。它是一种弱酸性物质，用于泡打粉中激活碳酸氢钠。根据E编号系统，PBT被列为E336，其每日可接受摄入量（ADI）为30 mg/kg体重[5]。除了烘焙用途外，它还用于稳定蛋白酶、保持奶油质地、防止糖结晶、作为手术手套中滑石粉的替代品，以及用于非激素性的阴道pH调节凝胶[6]。
多项研究评估了酒石酸、PBT和泡打粉的生物效应，这些效应范围从酒石酸对结直肠癌风险的潜在保护作用到植物模型中的细胞学异常[7]。在医学领域，PBT曾被用于治疗膀胱炎和慢性便秘等疾病，但高剂量使用时也与危及生命的钾中毒有关[8]。尽管在受监管条件下PBT通常被认为安全，但这些发现突显了需要在分子水平上评估其与生物分子的潜在相互作用[9]。
人类持续暴露于许多可能影响生物分子的化学物质中。因此，科学家们专注于研究这些化学物质与重要生物分子（特别是血清白蛋白）的相互作用[10]。血清白蛋白在循环系统中起着关键作用。由于其与人体血清白蛋白具有高度结构相似性（约80%）、成本低且易于获取，牛血清白蛋白（BSA）常被用作模型蛋白[11][12]。BSA是一种呈心形的单链蛋白，分子量约为66.5 kDa，具有多个疏水结合位点，负责运输多种内源性和外源性化合物、调节渗透压及其他生理功能[13]。
食品添加剂与血清白蛋白的结合会显著影响其药代动力学行为（吸收、分布、代谢和排泄）。这种结合可能引发构象变化，从而改变蛋白质的结构和生理功能[14]。近年来，许多研究探讨了各种食品添加剂与BSA和DNA的相互作用[15]。例如，研究表明日落黄、酒石黄、苯甲酸钠、苏丹红III和三聚磷酸钠会改变BSA的结构和功能[16][17][18]。
尽管已有大量的关于食品添加剂-蛋白质相互作用的研究，但科学文献中仍然缺乏关于酒石酸钾与BSA结合机制、热力学特性及构象效应的详细信息。因此，本研究采用多学科方法（结合荧光光谱、紫外-可见光吸收、同步荧光、傅里叶变换红外光谱、表面等离子共振（SPR）和分子对接模拟），全面阐明了PBT-BSA复合物形成的分子机制。这项研究不仅填补了重要的知识空白，还为这种常见食品添加剂与血浆蛋白相互作用的风险评估提供了有价值的数据。
章节摘录
化学物质和试剂
本研究中使用的所有化学物质均来自知名商业供应商，未经进一步纯化直接使用。BSA和磷酸盐缓冲盐水（PBS）作为制备储备溶液和进行结合实验的主要溶剂系统，购自Sigma-Aldrich Corporation（总部位于美国密苏里州圣路易斯）。目标配体酒石酸钾（PBT）由Merck Chemicals Ltd.提供。
PBT对BSA荧光猝灭的分析
BSA的固有荧光特性为研究其与各种配体的分子相互作用提供了宝贵机会。当不同大分子与BSA结合时，稳态荧光光谱可以有效确定关键结合参数，包括结合常数、相互作用机制、特定结合方式以及供体和受体基团之间的分子间距[49]。
结论
鉴于研究食品成分（特别是食品添加剂）如何影响体内生物大分子的结构对于营养学、食品科学和食品安全的重要性，本文首次利用光谱学和分子对接技术评估了食品添加剂PBT与BSA之间的相互作用及其分子特性和特征。分析BSA与PBT结合后其紫外-可见光吸收谱的变化后发现，PBT会导致BSA的荧光猝灭。
作者贡献声明
Maryam Azimirad：撰写原始稿件、方法研究、数据收集、形式分析、概念构建。 Mohsen Zaheri：撰写原始稿件、数据收集、形式分析。 Reza Hazrati-Raziabad：资源协调。 Reza Yekta：撰写原始稿件、软件开发、数据收集。 Jafar Ezzati Nazhad Dolatabadi：审稿与编辑、监督管理、形式分析、概念构建。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢伊朗国家医学研究与发展研究所（NIMAD）提供的财政支持（项目编号：4010225）。
Maryam Azimirad | Mohsen Zaheri | Reza Hazrati-Raziabad | Reza Yekta | Jafar Ezzati Nazhad Dolatabadi
