CdTe/CdS QDs對葡萄糖基芹菜素與人血清白蛋白結合力的影響

王維維

(1. 南京醫科大學康達學院藥學部 ，江蘇 連云港 222000; 2, 中國藥科大學分析化學教研室，江蘇 南京 211198)

CdTe/CdS QDs對葡萄糖基芹菜素與人血清白蛋白結合力的影響

王維維1,2

(1. 南京醫科大學康達學院藥學部 ，江蘇 連云港 222000; 2, 中國藥科大學分析化學教研室，江蘇 南京 211198)

模擬人體內生理環境，研究了CdTe/CdS 量子點(QDs)對葡萄糖基芹菜素與人血清白蛋白(HSA)相互作用的影響。結果表明，CdTe/CdS QDs可有規律地猝滅HSA熒光；在CdTe/CdS QDs存在條件下，葡萄糖基芹菜素可使HSA熒光最大發射波長從346 nm紅移到349 nm，紅移程度明顯大于無QDs存在時，同時葡萄糖基芹菜素與HSA的表觀結合常數和結合位點數均有增加，即CdTe/CdS QDs使葡萄糖基芹菜素與HSA的結合力增強。

CdTe/CdS QDs；葡萄糖基芹菜素；人血清白蛋白；結合力

葡萄糖基芹菜素是一種芹菜素苷，廣泛存在于廣金錢草、毛雞骨草、連錢草等中草藥中。人血清白蛋白(human serum albumin，HSA)是人血漿中含量最豐富的載體蛋白，負責許多內源性和外源性化合物的存儲和轉運，可與多種化合物發生相互作用[1-2]。藥物進人血液后與血清白蛋白發生不同程度地結合，可以控制藥物向受體釋放，避免藥物迅速代謝。研究表明，蛋白質是具有生理活性的黃酮類化合物的目標靶分子，黃酮類藥物能夠與蛋白質分子特異性結合，從而發揮其藥理作用。

量子點可以與體內生物大分子發生作用，同時也可以與一些藥物小分子相互作用，因此，在利用量子點作熒光探針研究藥物的體內運轉行為時，考察量子點對小分子藥物與蛋白質相互作用的影響十分必要[3-4]。

本文研究葡萄糖基芹菜素與水相CdTe/CdS QDs的相互作用，并在模擬生理條件下考察了水相CdTe/CdS QDs對葡萄糖基芹菜素與人血清白蛋白相互作用的影響，探討其作用機制。

1 材料和方法

1.1 試劑與儀器

碲粉(99.99%，AR)、CdCl2·2.5H2O(99%，AR)、NaOH(AR)；NaBH4(96%)、谷胱甘肽(98%，還原型)；人血清白蛋白(分子量66000，99%，Sigma公司)。HSA溶液均用pH值 7.4 Tris-HCl緩沖液(0.05 M)配制，儲備液濃度為1.0×10-5M，4 ℃冰箱儲存。葡萄糖基芹菜素(>98%，中國藥品生物制品檢定所)由V(甲醇):V(水)=1:1)配制成3×10-4M的儲備液。其他試劑均為分析純，水為重蒸水，經檢驗無熒光雜質。RF-5301PC型熒光分光光度計(日本Shimadzu公司)。

1.2 試驗方法

熒光光譜測定

取3.0 mL 10-5M的HSA溶液于熒光比色皿中，用微量注射器分別向其中逐次加入QDs、葡萄糖基芹菜素溶液，記錄熒光光譜圖。實驗中設定激發波長280 nm，熒光分光光度計激發和發射狹縫寬度均為3 nm，溫度298 K。由于HSA溶液的體積(3 mL)遠大于所滴加溶液體積(< 50 μL)，體積稀釋效應可忽略。

2 實驗結果與討論

2.1 CdTe/CdS QDs與HSA的相互作用

HSA有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸3個內在的熒光基團。苯丙氨酸的量子產率很低而酪氨酸幾乎完全被猝滅，因而在280 nm的激發光照射下，HSA在341 nm的熒光發射峰基本為色氨酸殘基的信息。如圖1所示，HSA熒光強度隨量子點加入逐漸減弱，最大發射波長略有紅移，當CdTe/CdS QDs加入到30 μM時HSA熒光強度不再減弱。該相互作用主要是由于HSA與CdTe/CdS QDs之間發生了靜電吸附。

圖1 CdTe/CdS QDs對HSA熒光猝滅圖譜

2.2 葡萄糖基芹菜素與HSA的相互作用

圖2 A所示為無CdTe/CdS QDs存在時，葡萄糖基芹菜素對HSA的熒光猝滅圖譜。由該圖譜可見，隨著葡萄糖基芹菜素的加入，HSA的熒光逐漸被猝滅，最大發射波長略有藍移。相關研究表明，黃酮類化合物恰巧結合于HSA的色氨酸殘基表面，因而葡萄糖基芹菜素的加入使得色氨酸殘基的吲哚基團被展開于更加疏水的環境中，從而使蛋白質分子構象受到影響[5]。圖2 B所示為與圖2 A同樣條件下，將葡萄糖基芹菜素溶液逐漸加入到已經含有30 μM QDs的HSA溶液中，HSA熒光繼續被猝滅，而且HSA最大熒光發射波長由346 nm紅移到349 nm。

A：無CdTe/CdS QDs； B：有CdTe/CdS QDs圖2 葡萄糖基芹菜素對HSA猝滅圖譜

2.3 CdTe/CdS QDs對葡萄糖基芹菜素與HSA相互作用的猝滅常數的影響

相關研究表明，葡萄糖基芹菜素與HSA相互作用的猝滅機理是二者形成復合物引起的靜態猝滅[2]。將實驗所得猝滅數據通過Stern-Volmer方程定量分析葡萄糖基芹菜素與HSA的結合情況[6]。

(1)

式中F0和F分別為在溫度298 K，激發波長280 nm條件下加入葡萄糖基芹菜素前后HSA的熒光強度，KS為猝滅常數，[Q]為葡萄糖基芹菜素的濃度。根據方程(1)繪出圖3所示的有無CdTe/CdS QDs存在時葡萄糖基芹菜素對HSA熒光猝滅的Stern-Volmer曲線，計算這兩種情況下葡萄糖基芹菜素與HSA相互作用的猝滅常數KS(見表1)。結果表明，CdTe/CdS QDs存在條件下，葡萄糖基芹菜素對HSA的猝滅常數KS增大，即CdTe/CdS QDs使葡萄糖基芹菜素對HSA的猝滅作用增強。各類猝滅劑對生物大分子的最大動態猝滅速率常數為2×1010L·moL-1·s-1，而由所得結果推算，CdTe/CdS QDs存在時葡萄糖基芹菜素對HSA的猝滅速率常數數量級仍為1013，二者仍為靜態猝滅。即CdTe/CdS QDs并沒有改變葡萄糖基芹菜素對HSA的猝滅方式，只是使猝滅程度有所增強。

圖3 有無CdTe/CdS QDs時葡萄糖基 芹菜素對HSA猝滅的Stern-Volmer曲線

2.4 CdTe/CdS QDs對葡萄糖基芹菜素與HSA結合力的影響

(2)

根據方程(2)對熒光數據進行處理，計算出有無CdTe/CdS QDs存在時，葡萄糖基芹菜素與HSA的表觀結合常數Ka及結合位點數n。由表1數據可知，CdTe/CdS QDs存在時，葡萄糖基芹菜素與HSA的表觀結合常數和結合位點數均有所增大，即葡萄糖基芹菜素與HSA的結合力增強。熱力學研究表明葡萄糖基芹菜素與HSA的相互作用力主要為疏水作用力[2]，而量子點與HSA之間主要發生靜電吸附。由此我們可以推測，在CdTe/CdS QDs存在條件下，葡萄糖基芹菜素與HSA結合力增強的可能機制為三者在相互作用中通過靜電作用力和疏水作用力形成了更加穩定的CdTe/CdS QDs-HSA-vicenin-2復合物。

表1 葡萄糖基芹菜素-HSA體系的猝滅常數、表觀結合常數和結合位點數

3 結論

實驗表明，CdTe/CdS QDs使葡萄糖基芹菜素與HSA之間的結合力增強，而HSA是人血漿中的主要載體蛋白，由此推斷，人體攝入的量子點可以改變血清白蛋白與某些小分子藥物的結合能力，影響藥物向受體的釋放速率，從而增強或減弱此類化合物的藥理藥效。該研究為量子點在中藥活性成分藥理藥效研究方面的應用提供一定的參考。

[1] 張志恒, 李彩瑞, 馬晶軍, 等. 熒光法研究葡萄糖基芹菜素與人血清白蛋白的相互作用[J].光譜學與光譜分析, 2008, 28(5):1135-1139.

[2] Lai Lu, Lin Chen, Xu Ziqiang ,et al. Spectroscopic studies on the interactions between CdTe quantum dots coated with different ligands and human serum albumin[J]. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2012, 97 (6) : 366-376.

[3] 董 微,葛 欣,王宣怡, 等. 谷胱甘肽包被的CdSe/CdS量子點的直接水相制備及其對人血淋巴細胞的標記成像[J].光譜學與光譜分析, 2010, 30(1): 118-122.

[4] Liu Yingfan, Yu Junsheng. Selective synthesis of CdTe and high luminescence CdTe/CdS quantum dots: the effect of ligands[J]. J Colloid Interface Sci, 2009, 333(2): 690-698.

[5] 付彩霞, 馬麗英, 高宗華, 等. 光譜法研究環丙沙星與牛血清白蛋白的相互作用[J]. 光譜實驗室, 2012, 29(2): 1279-1282.

[6] Dong Wei, Shen Haibin, Liu Xiuhua, et al. Aqueous CdSe/ZnS quantum dots based fluorescence quenching method for determination of paeonol[J].Spectrochimica Acta Part A, 2011, 78: 537-542.

(本文文獻格式：王維維.CdTe/CdS QDs對葡萄糖基芹菜素與人血清白蛋白結合力的影響[J].山東化工，2017，46(10)：25-26,31.)

The Influence of CdTe/CdS QDs on the Binding Affinities of Vicenin-2 for HSA

WangWeiwei

(1. Department of Pharmacy, Kangda College of Nanjing Medical University, Lianyungang 222000,China；2. Department of Analytical Chemistry, China Pharmaceutical University ,Nanjing 211198,China)

Vicenin-2 was studied for the affinities for human serum albumin (HSA) in the presence and absence of CdTe/CdS QDs, respectively. Results revealed that the fluorescence intensities of HSA decreased remarkably with increasing concentration of QDs; vicenin-2 resulted in obvious red-shift of the maximum emission of HSA from 346 nm to 349 nm in the presence of QDs and the extent of red-shift induced by vicenin-2 was much bigger than that in the absence of QDs; the binding constants and the number of binding sites per HSA molecule (n) both increased. Thus, the binding affinities of vicenin-2 for HSA increased in the presence of CdTe/CdS QDs.

CdTe/CdS QDs;vicenin-2;human serum albumin;affinities

2017-03-31

2015年度南京醫科大學康達學院科研發展基金項目(KD2015KYJJYB027)

王維維(1988—)：山東滕州人，碩士，實驗師，研究方向：新型納米材料制備及應用。

O657.3

A

1008-021X(2017)10-0025-02