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藥物與蛋白質(zhì)相互作用的實(shí)時監(jiān)測利器--SPR技術(shù)

2025-04-27 點(diǎn)擊數(shù):0 分享至:





在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域,洞悉藥物與蛋白質(zhì)之間的相互作用,對新藥研發(fā)以及臨床用藥指導(dǎo)而言,有著舉足輕重的意義。2022年,一篇發(fā)表于《European Journal of Pharmaceutical Sciences》,標(biāo)題為“Molecular mechanism and thermodynamic study of Rosuvastatin interaction with human serum albumin using a surface plasmon resonance method combined with a multi - spectroscopic, and molecular modeling approach”的文章,深入探究了表面等離子體共振(SPR)技術(shù)在揭示瑞舒伐他汀(Rosuvastatin,簡稱ROS)與人血清白蛋白(Human Serum Albumin,簡稱HSA)相互作用方面的應(yīng)用。










瑞舒伐他汀作為一種抗膽固醇藥物,歸屬于他汀類藥物范疇。研究人員運(yùn)用多光譜方法,并結(jié)合分子建模技術(shù),對ROS與人血清白蛋白的關(guān)聯(lián)性展開了評估。除此之外,他們還借助固定了HSA的表面等離子體共振芯片,獲取了動力學(xué)參數(shù)(結(jié)合速率常數(shù)ka、解離速率常數(shù)kd以及平衡解離常數(shù)KD )。










SPR實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,ROS與HSA之間存在很強(qiáng)的相互作用,在298K的溫度條件下,其平衡常數(shù)(KD)達(dá)到了1.55×10??M 。





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為了深入探究ROS - HSA的作用機(jī)制,作者運(yùn)用Auto Dock軟件進(jìn)行了分子對接,結(jié)果如圖所示。根據(jù)分子對接的研究結(jié)果,ROS更傾向于結(jié)合位點(diǎn)IB和IIA,而ROS - HSA復(fù)合物則是通過氫鍵和π-π相互作用得以穩(wěn)定。氫鍵供體和受體的存在,以及芳香族ROS分子,都促進(jìn)了這種相互作用。





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針對位點(diǎn)標(biāo)記所進(jìn)行的競爭分析表明,ROS更偏好與HSA的結(jié)合位點(diǎn)IIA相結(jié)合,這或許能夠解釋,為何在使用ROS的人群中,HSA展現(xiàn)出了更強(qiáng)的抗凝效果。





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SPR技術(shù):藥物與蛋白質(zhì)相互作用的實(shí)時監(jiān)測利器






技術(shù)原理


SPR技術(shù)巧妙利用光在金屬薄膜表面產(chǎn)生的等離子體共振現(xiàn)象,能夠?qū)ι锓肿娱g的相互作用進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。當(dāng)藥物分子流經(jīng)固定有蛋白質(zhì)的金屬薄膜時,研究人員通過監(jiān)測反射光強(qiáng)度的變化,就可以精準(zhǔn)地測量藥物與蛋白質(zhì)的結(jié)合和解離過程。






ROS與HSA的SPR實(shí)驗(yàn)






實(shí)驗(yàn)設(shè)計


研究者先將HSA固定在SPR芯片的金膜之上,隨后讓不同濃度的ROS溶液流經(jīng)芯片,同時仔細(xì)觀察并記錄共振角的變化情況。










關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)


實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ROS與HSA之間存在強(qiáng)相互作用,其平衡解離常數(shù)(KD)為1.55×10??M,這充分表明兩者的結(jié)合十分緊密。






 SPR技術(shù)的優(yōu)勢與意義






高靈敏度


SPR技術(shù)極為靈敏,能夠檢測到極微量的生物分子相互作用,特別適用于低親和力或低濃度條件下的研究工作。










實(shí)時監(jiān)測


該技術(shù)允許對藥物與蛋白質(zhì)的結(jié)合和解離過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,為動力學(xué)研究提供了極為有力的工具。










推動藥物研發(fā)


借助SPR技術(shù),研究人員能夠更深入地了解藥物與蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)制,從而為新藥篩選、藥物代謝動力學(xué)研究以及疾病機(jī)制探索,提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持。










本研究借助SPR技術(shù),成功揭示了ROS與HSA之間的強(qiáng)相互作用及其作用機(jī)制,為藥物研發(fā)提供了全新的視角與工具。展望未來,隨著SPR技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與完善,相信它會在藥物研究領(lǐng)域發(fā)揮更為關(guān)鍵的作用,為新藥的開發(fā)以及臨床應(yīng)用,提供更為精準(zhǔn)、高效的解決方案。


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