苄基异喹啉类化合物与钙调素相互作用的荧光光谱研究

 苄基异喹啉类化合物拮抗钙调素(CaM)并抑制依赖CaM的环核苷酸磷酸二酯酶(CaM-PDE)的活力;用荧光测定法可检测它们与钙调素的相互作用。 Ca~(2+)存在下蝙蝙葛碱(D_1)及其衍生物(D_(14))在激发波长340nm处最大发射波长分别为463和455nm,结合CaM后荧光量子产率增加两倍多。它们同CaM的结合均依赖于Ca~(2+)。 本文制备的丹磺酰基CaM(D-CaM)结合Ca~(2+)后荧光最大发射峰值兰移(518→508nm),荧光强度增加22％。在Ca~(2+)存在下小檗胺衍生物E_6能与CaM结合并淬灭Ca~(2+)-D-CaM荧光。 单苄基异喹啉类化合物86040、86045能淬灭CaM的酪氨酸残基的特征荧光。 实验表明,CaM结合D_(14)、E_6、86040和86045的kd值分别为1.3、1.8、9.5和15.7μmol/L,所观察的化合物与CaM的亲和力的大小与它们拮抗CaM,抑制CaM-PDE的酶活力相对应。     

粉防已碱与钙调蛋白相互作用的荧光光谱研究

粉防已碱Tet是一种新的钙调蛋白(CaM)拮抗剂,它抑制CaM活化的Ca~(2 )—Mg~(2 )—ATP c。利用丹磺酰钙调蛋白(D—CaM)可方便地鉴测Tet与CaM的相互作用,直接证明了在CaM与Tet之间生成复合物CaM—Tet 我们制备的D—CaM,每个蛋白分子含1.3个丹磺酰基团,活化红细胞膜Ca~(2 )—Mg~(2 )—ATP c的生物活性与天然CaM基本相同。 当Ca~(2 )与D—CaM结合时,丹磺酰基团环境疏水性增加,该荧光团产生较高的量子产率(增加1.6倍),最大发射兰移(从512移兰至495nm)。存在Ca~(2 )时,Tet使D—CaM的荧光强度进一步增加,谱线继续兰移,表明Ca~(2 )及Tet诱导蛋白构象变化,改变了丹磺酰基团的微环境。 荧光滴定实验证明CaM与Tet结合的解离常数为1.8μM,两者的结合是绝对依赖Ca~(2 )的。 药物Tet与CaM的结合可增强结合在CaM上的荧光探剂NPN的荧光,提示CaM不同疏水结合位之间存在变构相互作用。     

马兜铃酸与钙调素相互作用的荧光光谱分析——一种非钙离子依赖性钙调素拮抗剂的研究

本文报道我室近来发现的一种天然钙调素(Calmodulin,CaM)拮抗剂马兜铃酸(Aristolochic acid,ATA)的研究。利用丹磺酰标记的CaM(D-CaM)对马兜铃酸的研究表明,马兜铃酸是一种非钙离子依赖性钙调素拮抗剂,实验测得马兜铃酸与D-CaM结合的解离常数,有Ca~(2+)和无Ca~(2+)情况下分别为70μmol/L、77μmol/L。两种状况下马兜铃酸对D-CaM荧光强度的抑制分别为40％、41％。暗示马兜铃酸主要作用于CaM上Ca~(2+)诱导的疏水区之外。三氟啦嗪(TFP)引起的D-CaM荧光增强可被马兜铃酸明显降低,而TFP在达到马兜铃酸浓度的15倍以上仍未能逆转马兜铃酸对D-CaM荧光强度的降低作用,这为马兜铃酸主要作用于CaM上Ca~(2+)诱导的疏水区以外提供了又一佐证。     

酸枣仁皂甙A与钙调蛋白相互作用的荧光光谱研究

文中报导了本实验室最近发现的一种新型钙调蛋白(CaM)天然拮抗剂——酸枣仁皂甙A,它能显著地抑制CaM活化PDE的活力.为研究它与CaM间的相互作用,本实验还制备了与天然CaM具有相同激活PDE能力的丹磺酰钙调蛋白(D-CaM).D-CaM的荧光光谱研究表明,酸枣仁甙A的加入诱导CaM分子的疏水位点更加暴露,从而增强丹磺酰基团的荧光发射量子产率.桔抗剂与CaM间的结合是绝对依赖Ca~(2 )的.荧光滴定的结果证明此结合的解离常数为2.8μM.酸枣仁皂甙A能进一步加强三氟啦嗪(TFP)所诱导的D-CaM荧光增强.这结果暗示,它不与TFP竞l争CaM上相同的结合位点.     

乌头碱对依赖钙调蛋白的环核苷酸磷酸二酯酶的拮抗作用

钙调蛋白(CaM)是生物体中一种多功能调节蛋白。已发现多种药物如吩噻嗪、局部麻醉剂、Ca~(2+)通道阻断剂、化合物48/80、长春花生物碱以及粉防己碱和小檗胺等都对CaM有拮抗作用,抑制CaM活化的环核苷酸磷酸二酯酶(PDE)、红细胞膜Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase等的活性。但是上述药物中,除后三种外,其余的多为合成药。为了进一步从分子水平上探     

Zn^2＋对植物光系统Ⅱ的影响及与钙调素的关系

研究发现2.0mmol/L Zn~(2+)对白兰瓜幼苗离体叶绿体PS Ⅱ电子传递,如DCIP光还原和光合放氧及叶绿素a荧光有抑制作用,而这种抑制作用能分别被外加的Ca~(2+)(10mmol/L)和CaM(10μg/ml)所逆转。同时还发现CaM拮抗剂CPZ对叶绿素a荧光具有抑制作用,并且这种抑制能被外源CaM所逆转。通过PDE法证实了CaM在PS Ⅱ中的存在。因此,我们认为Za~(2+)对植物光合作用的影响与CaM有关,而且Zn~(2+)对PS Ⅱ电子传递的抑制很可能是通过CaM来实现的。     

金属离子与CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase相互作用的荧光光谱和荧光偏振研究

根据Cd~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)和Al~(3+)对丹磺酰标记钙调蛋白(D-CaM)的荧先强度、最大发射波长及偏振度的影响来研究它们对CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase构象变化的影响.研究发现,无论溶液中是否存在Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase,Cd~(2+)、Pb~(2+)和Hg~(2+)对D-CaM的荧光最大发射波长、偏振度的影响以Cd~(2+)的最大,Pb~(2+)次之,Hg~(2+)最小,Al~(3+)对D-CaM产生的影响与这三种二价金属离子的并不相同.这证明这几种离子与CaM和Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase的作用并不遵循同样的机理.     

金属离子与CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase相互作用的荧光光谱和荧光偏振研究

根据Cd~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)和Al~(3+)对丹磺酰标记钙调蛋白(D-CaM)的荧先强度、最大发射波长及偏振度的影响来研究它们对CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase构象变化的影响.研究发现,无论溶液中是否存在Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase,Cd~(2+)、Pb~(2+)和Hg~(2+)对D-CaM的荧光最大发射波长、偏振度的影响以Cd~(2+)的最大,Pb~(2+)次之,Hg~(2+)最小,Al~(3+)对D-CaM产生的影响与这三种二价金属离子的并不相同.这证明这几种离子与CaM和Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase的作用并不遵循同样的机理.     

铝与钙调蛋白相互作用的荧光光谱研究

本文研究了铝与钙调蛋白相互作用的荧光光谱。实验证明,Al~3与CaM的结合所引起的构象变化与Ca~(2+)与CaM结合所引起的构象变化既有相同之处,也有不同之处。Al~(3+)在CaM分子上的结合有特异性结合与非特异性结合两种情况。其特异性结合位点可能为2—3个。钙调蛋白的非竞争性拮抗剂酸枣仁皂甙A(JuA)可以继续抑制已被Al~(3+)部分抑制的PDE-CaM的活力。     

若干蝙蝠葛碱衍生物对人红细胞膜Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase活力的影响

本文测定了数种蝙蝠葛碱衍生物对钙调素(CaM)激活的人红细胞膜Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase活力的影响。结果表明,这些化合物对该酶都有不同程度的抑制作用,其机制表现为竞争性抑制,过量的CaM能完全逆转这些化合物所引起的抑制。当Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase被胰蛋白酶(trypsin)限制性酶解完全活化后,其活力不再受CaM激活,但仍被这些化合物所抑制。     

粉防已碱与红细胞膜ATPase相互作用的研究

粉防已碱是一种新的钙调蛋白拮抗剂,专一性抑制人红细胞膜上依赖CaM的Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase。在较高浓度下,它也不同程度地抑制Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase基本活性、Na~+-K~+-ATPase和Mg~(2+)-ATPase的活性。 除CaM外,不饱和脂肪酸和有限水解均导致膜Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase的活化,所有这些活化作用被Tet在大约相同的浓度范围内抑制,表明Tet除与CaM结合外,也与膜Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase结合。 Tet具有抗抵渗溶血的性能,反映了拮抗CaM与药物的膜稳定性间存在相关性。     

钙调蛋白拮抗剂—小檗胺及其衍生物对正常牛胚肾细胞毒性的影响

本文研究了4种小檗胺类化合物对正常牛胚肾细胞(MDBK)生长增殖和细胞内钙调蛋白(CaM)水平的影响。结果发现,小檗胺及其衍生物对MDBK细胞的增殖都有抑制作用,但小檗胺的影响大于衍生物,而衍生物中,结构略复杂的EBB对MDBK细胞影响最小。实验结果还发现四种化合物均能不同程度地降低MDBK细胞内CaM的水平。     

小檗胺衍生物（EBB）体外抑制肺癌细胞增殖机制的初探

本文研究并发现了新型半天然钙调素(CaM)拮抗剂--O-4-乙氧基丁基小檗胺(O-4-ethoxy-butyl-berbamine,EBB),具有选择性抑制肺巨细胞癌(PG)的增殖和降低细胞内CaM水平的能力,对人胚肺细胞(HEL)的增殖和细胞内CaM的水平影响较小.同时观察到EBB引起肿瘤细胞内CaM水平降低的原因,是对CaM基因的转录产物(mRNA)和翻译产物(CaM)两方面作用的结果.此外,EBB还能部分降低PG细胞内原癌基因和突变的抑癌基因转录产物mRNA的水平.EBB抑制肿瘤细胞增殖的机制,除了对CaM基因的表达水平和CaM活性调控外,可能还直接或间接地影响了相关的原癌基因和突变的抑癌基因的表达.     

大黄蒽醌衍生物与环核苷酸磷酸二酯酶、钙调素相互作用的研究

大黄蒽醌衍生物是中药大黄的主要成份。该类衍生物与钙调素(calmo-dulin,CaM)依赖的磷酸二酯酶(PDE)的相互作用表明:它们可作用子钙调素。其中,大黄酸结合CaM并抑制CaM依赖的磷酸二酯酶(CaM-PDE);而大黄素、大黄酚和芦荟大黄素既刺激CaM-PDE的活力,又刺激PDE的基础活力,其作用机制尚待阐明;当有Ca~(2+)或无Ca~(2+)条件下测定时,大黄酸对PDE基础活力均无影响。表明:象其它的CaM拮抗剂一样,大黄酸能抑制钙调素依赖的PDE的活力。     

大鼠心肌细胞核钙调素入核转运与核钙调节关系的探讨

最近发现,钙调素作为细胞内钙受体,除了调节胞浆的多种功能之外,可能还参与胞浆信号向核内快速传递。本研究观察大鼠心肌细胞核对钙调素的入核转运与钙浓度的关系,并初步探讨其调节机制。大鼠心肌细胞核采用差速离心和密度梯度离心分离提纯。用荧光分光光度计测定荧光标记钙调素向细胞核转入量发现,大鼠心肌细胞核对核外的CaM向核孔转运量具有[Ca~(2+)]浓度依赖性,随核外[Ca~(2+)]浓度的增加而增加(P<0.001),在[Ca~(2+)]浓度为10~(-3)mol/L时,ryanodine受体的拮抗剂rutheniumred和cADP ribose受体拮抗剂8-Br cADP ribose显著抑制CaM的细胞核孔转运(分别降低20％和18％,P<0.05),而IP_3受体拮抗剂heparin和Ca~(2+)-ATPase抑制剂thapsigargin抑制CaM的细胞核孔转运更显著(分别降低90％和89％,P<0.001)。上述结果表明心肌细胞核对CaM的向核转运,受核外[Ca~(2+)]和核钙摄取、释放所调节。     

钙调蛋白的构效关系及其与药物的相互作用

钙调蛋白(calmodulin,CaM)作为环核苷酸磷酸二酯酸(PDE)的内源性活化因子,于六十年代后期由张怀耀首先发现,它是细胞内Ca~(2+)的重要受体,与Ca~(2+)结合后发生构象变化而激活,又调节着细胞内Ca~(2+)的浓度。它不具有酶的活性,却能通过激活细胞内广泛的酶谱,调控细胞的基本功能。二价阳离子竞争性地取代Ca~(2+)的结合后能影响CaM活性,组织内还存在有CaM的内源性抑制因子,竞争性地与CaM结合而抑制CaM的活性。CaM与靶酶的相互作用也能被很多药物所抑制,这或许与药物的作用机制有关。     

多肽的α螺旋结构对多肽与钙调蛋白亲合力的影响

本文设计并采用固相法合成了4种钙调蛋白可结合多肽,这些多肽分成两组,每一组中两个多肽的碱性和疏水性相近,但形成α螺旋结构的倾向(预测)不同。研究了这些多肽与钙调蛋白的相互作用,在Ca~(2+)存在下,这些多肽与丹磺酰钙调蛋白结合,使丹磺酰钙调蛋白的荧光光谱发生显著变化,测定了多肽与钙调蛋白所形成的复合物的解离常数。结果表明,预测形成α螺旋结构倾向较大的多肽与钙调蛋白的亲合力也较大。     

荧光光谱法研究稀土离子与钙调素的作用

本文研究了稀土离子与钙调素(CaM)的反应.使用丹磺酰氯(Dansyl-cl)作为标记物,通过对丹磺酰基Cam(D-Cam)荧光光谱的研究可了解Cam构象之变化.本文得到了在单个稀土离子存在时D-Cam之荧光光谱,实验结果得出,在所有情况下荧光谱之峰值均产生了兰移,不仅兰移Δλ由15.7至40.7nm,而且峰的强度也由1.22到3.33倍增加不等(100μMNd~(3+)除外).作原子序数对Δλ的图时,可知有两峰出现,相应于Nd~(3+)(4f~(3+))及比H_0~(3+)(4f(7+3))的位置.由以上可知,当存在有镧系离子时,发生了Cam构象之变化及相应的反应.     

Tb~(3+)作为荧光探针研究钙调蛋白与拮抗药物的相互作用

本文报导以Tb~(3+)作为荧光探针,研究钙调蛋白(CaM)与其拮抗药物分子间相互作用的机制.所用方法简便、快速、灵敏.CaM的内源荧光研究表明,Tb~(3+)类似于Ca~(2+),也能诱导CaM分子构象发生改化,由于CaM分子中Ca~(2+)的第Ⅲ、Ⅳ结合位点上各有一个Tyr线基,如(?)280nm激发,则发生从Tyr向Tb~(3+)的能量转移,从而导致Tb~(3+)在490和545nm处的特征荧光发射大大加强.本文检测了药物分子与Tb~(3+)-CaM结合对该荧光发射的影响.实验表明,TFP与CaM的高亲和位点处于CaM分子C-末端部位,即含第Ⅲ、Ⅳ结构域的半分子上:丙拮抗药物酸枣仁皂甙A则优先结合在含第Ⅰ、Ⅱ的结构域的另一半分子(?).     

钙调素拮抗剂──双苄基异喹啉类化合物结构与活性关系的研究

 双苄基异喹啉类化合物拮抗钙调素(CaM),抑制CaM激活的环核苷酸磷酸二酯酶(PDE),研究表明:蝙蝠葛碱和小檗胺分子中12位羟墓被芳香基团酯化或醚化时,芳香基团的电子云分布状态变化能增加或降低分子的拮抗活性;取代基中的次甲基数增加可以增强分子的拮抗活性。分子非极性端引入含氮基团,化合物的拮抗活性较低。测试的化合物中,E_6D_(12)和D_(14)的拮抗CaM活性较强,IC_(50)分别为0.58μmol/L0.58μmol/L和0.53μmol/L。实验结果表明,分子的拮抗活性与分子非极性端的疏水性、电子云分布状态以及分子空间结构等多种结构性质相关。