花青素对牛血清白蛋白的光谱特性及构象的影响

赵旭红 夏彩芬 周紫薇 庄文丽 郭梅英

赵旭红,夏彩芬,周紫薇,等. 花青素对牛血清白蛋白的光谱特性及构象的影响[J]. 食品工业科技,2021,42(7):57−62. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020060126
引用本文: 赵旭红,夏彩芬,周紫薇,等. 花青素对牛血清白蛋白的光谱特性及构象的影响[J]. 食品工业科技,2021,42(7):57−62. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020060126
ZHAO Xuhong, XIA Caifen, ZHOU Ziwei, et al. Effects of Anthocyanins on Spectral Properties and Conformation of Bovine Serum Album[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(7): 57−62. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020060126
Citation: ZHAO Xuhong, XIA Caifen, ZHOU Ziwei, et al. Effects of Anthocyanins on Spectral Properties and Conformation of Bovine Serum Album[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(7): 57−62. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020060126

花青素对牛血清白蛋白的光谱特性及构象的影响

doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020060126
基金项目: 湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划(T201816);国家自然科学基金项目(21503075)
详细信息
    作者简介:

    赵旭红(1998−),女,本科,研究方向:生物光化学,E-mail:1640230437@qq.com

    通讯作者:

    夏彩芬(1979−),女,博士,副教授,研究方向:生物质资源利用,E-mail:xintong7903@126.com

  • 中图分类号: TS201.2

Effects of Anthocyanins on Spectral Properties and Conformation of Bovine Serum Album

  • 摘要: 为研究模拟生理条件下花青素(ACN)对牛血清白蛋白(BSA)的光谱特性及对BSA功能构象的影响,本文采用荧光光谱法判定ACN对BSA的猝灭方式、结合位点数、结合位点、结合作用力类型以及是否发生非辐射能量转移;利用紫外-可见吸收光谱法、圆二色谱法、傅利叶红外吸收光谱法进一步表征了BSA构象变化。结果表明,在ACN的作用下,BSA内源荧光被有规律的猝灭,猝灭机制主要为形成ACN-BSA复合物的静态猝灭和非辐射能量转移。猝灭过程是自发进行的,结合位点数约为1,结合位点位于BSA亚结构域的site I,并使得BSA二级结构中α-螺旋含量减少了3.1%。ACN对BSA有较强的结合能力,并能使BSA构象发生变化。
  • 图  1  ACN与BSA作用的荧光猝灭图(A,298 K)和Stern-Volmer曲线(B)

    Figure  1.  Fluorescence spectra (A,298 K) and Stern-Volmer curve(B) of interaction between ACN and BSA

    图  2  不同温度下ACN与BSA作用的结合常数拟合图

    Figure  2.  Fitting diagram of binding constants of interaction between ACN and BSA at different temperatures

    图  3  BSA的荧光光谱与ACN的紫外吸收光谱重叠图

    Figure  3.  Overlapping absorbance spectra of ACN and fluorescence spectra of BSA

    图  4  ACN与BSA相互作用的同步荧光光谱

    Figure  4.  Synchronous luorescence spectroscopy of the interaction between CAN and BSA

    图  5  在不同探针下ACN与BSA相互作用图

    Figure  5.  Interaction diagram of ACN and BSA under different probes

    图  6  BSA与ACN相互作用的紫外-可见吸收光谱

    Figure  6.  UV-Vis absorption spectra of interaction between BSA and ACN

    图  7  ACN与BSA作用的圆二色谱图

    Figure  7.  Circular dichroic diagram of ACN and BSA

    图  8  ACN对BSA红外光谱的影响

    Figure  8.  Influence of ACN on BSA by infrared spectrum

    表  1  不同温度下ACN与BSA作用的Stern-Volmer猝灭常数

    Table  1.   Stern-Volmer quenching constants of interaction between ACN and BSA at different temperatures

    T(K)F0/F=1+Ksv[Q]Ksv (L/mol)Kq (L/mol/s)
    298F0/F=0.40[Q]+0.414.40×1054.04×107
    304F0/F=0.35[Q]+0.653.48×1053.48×107
    310F0/F=0.29[Q]+0.772.94×1052.94×107
    下载: 导出CSV

    表  2  不同温度下ACN与BSA作用的结合常数Ka和结合位点数n

    Table  2.   The binding constants Ka and the number of binding sites n for the interaction between ACN and BSA at different temperatures

    T(K)lg[F0-F)/F]=lgKa+nlg[Q]Ka (L/mol)n
    298lg[(F0-F])/F]=1.12[Q]−0.710.191.12
    304lg[(F0-F)/F]=1.31[Q]−0.800.161.31
    310lg[(F0-F)/F]=1.61[Q]−1.020.101.61
    下载: 导出CSV

    表  3  ACN与BSA相互作用的热力学参数

    Table  3.   Thermodynamic parameters of the interaction between ACN and BSA

    温度(K)ΔG(kJ·mol−1ΔH(kJ·mol−1ΔS(J·K·mol−1
    298 −31.9818.74170.20
    304 −32.2518.74167.73
    310 −32.4518.74165.13
    下载: 导出CSV
  • [1] 王兵亚, 连秀仪, 杨琛擘, 等. 夏黑葡萄花青素抗氧化活性及对D-半乳糖衰老模型小鼠的保护作用[J]. 食品工业科技,2020,32(3):22−26.
    [2] 姚惠芳, 景浩. 笃斯越橘花青素与牛血清白蛋白的相互作用[J]. 食品科学,2013,34(23):6−10.
    [3] 周瑞, 董学艳, 景浩. 不同溶液中牛血清白蛋白与花青素相互作用特征及抗氧化性[J]. 食品科学,2013,34(15):11−16. doi:  10.7506/spkx1002-6630-201315003
    [4] 扶晓菲, 鄢明辉, 游春苹. 原花青素生理功能及其与肠道微生物相互作用的研究进展[J]. 食品工业科技,2020,41(10):350−357.
    [5] 崔灵敏, 谢笔钧, 孙智达. 果胶与莲原花青素复合物理化性质及体外抑菌活性研究[J]. 食品工业科技,2020,41(16):60−66, 80.
    [6] 王晨, 谢岩黎, 范亭亭. 花青素与小麦蛋白相互作用及对蛋白质结构的影响[J]. 食品科学,2019,40(20):60−66. doi:  10.7506/spkx1002-6630-20180725-308
    [7] 曾茜茜, 雷琳, 赵国华, 等. 花青素加工贮藏稳定性的改善及应用研究进展[J]. 食品科学,2018,39(11):269−275. doi:  10.7506/spkx1002-6630-201811042
    [8] 郭亚琳, 刘瑞祥, 曹有福, 等. 花青素的提取及其在食品中的应用研究[J]. 安徽农业科学,2018,46(25):19−21. doi:  10.3969/j.issn.0517-6611.2018.25.006
    [9] 彭斌, 李红艳, 邓泽元. 食品中花青素在热加工中的降解及其机制研究[J]. 食品安全质量检测学报,2016,7(10):3851−3858.
    [10] 江连洲, 陈思, 李杨, 等. 大豆分离蛋白-花青素复合物的制备及其蛋白结构与功能性质分析[J]. 食品科学,2018,39(10):20−27. doi:  10.7506/spkx1002-6630-201810004
    [11] 高义霞, 杨艳, 周向军. 3种不同溶剂中根皮苷与牛血红蛋白的相互作用及抗氧化性[J]. 食品工业科技,2020,41(19):78−84.
    [12] 郭清莲, 潘凌立, 杨立云, 等. 姜黄素和去甲氧基姜黄素与牛血清白蛋白相互作用热力学行为[J]. 科学通报,2016,61(28-29):3137−3145.
    [13] 金艳红, 陈会明, 何小英. 荧光光谱法研究酸性大红3R与牛血清白蛋白的结合作用[J]. 南昌大学学报,2009,33(4):205−209.
    [14] 赵潇俊, 夏利华, 王孟可, 等. 荧光淬灭法考察小檗碱及衍生物与牛血清蛋白作用[J]. 药物生物技术,2018,25(3):206−209.
    [15] Yue Y Y, Sun Y Y, Dong Q, et al. Interaction of human serum albumin with novelimidazole derivatives studied by spectroscopy and molecular docking[J]. The Journal of Biological and Chemical Luminescence,2016,31(2):671−681.
    [16] Zhang G W, Ma Y D, Wang L, et al. Multispectroscopic studies on the interaction of maltol a food additive with bovine serum albumin[J]. Food Chemistry,2012,133:264−270. doi:  10.1016/j.foodchem.2012.01.014
    [17] 王秀文, 王颖莉, 于茜, 等. 采用荧光光谱法研究DDAF与BSA的相互作用[J]. 中国测试,2019,45(7):80−86. doi:  10.11857/j.issn.1674-5124.2018110075
    [18] 武嘉, 杨晓蕊, 王娜, 等. 荧光光谱法研究芥子碱与人血清蛋白的相互作用[J]. 大连大学学报,2013,34(3):58−61. doi:  10.3969/j.issn.1008-2395.2013.03.013
    [19] 宋盼, 杨水兰, 周通, 等. 甘氨酸-N,N-双(亚甲基磷酸)及其Eu(Ⅲ)配合物与BSA的作用机制[J]. 中国稀土学报,2016,34(5):566−578.
    [20] Ross P D. Subramanian S, Themodynamics of protein association reactions forces contributing to stability[J]. Biochemistry,1981,20(11):3096−3102. doi:  10.1021/bi00514a017
    [21] 朱国飞, 滕腾, 邓斌. 分子对接模拟与光谱法研究没食子酸丙酯和牛血清白蛋白的相互作用[J]. 食品工业科技,2016,37(18):158−164, 191.
    [22] 薛燕斌, 乔华, 李波, 等. 光谱法研究高良姜素与人血清白蛋白的相互作用[J]. 食品工业科技,2017,38(18):65−68, 73.
    [23] 杨美玲, 高琦宽, 宋玉民. 苦参碱Fe(III)化合物的合成及其与HSA相互作用的光谱研究[J]. 化学研究与应用,2014,26(10):1551−1556. doi:  10.3969/j.issn.1004-1656.2014.10.006
    [24] 尚永辉, 李华, 孙家娟. 荧光光谱法研究原花青素与牛血清白蛋白的相互作用[J]. 分析科学学报,2011,27(2):179−182.
    [25] Zhang M, Li F, Wang J, et al. Spectorscopic and electrochemical studies on the interaction of an inclusion complex of β-cyclodextrin/fullerene with bovine serum albumin in aqueous solution[J]. Journal of Photochemical and Photobiology A: Chemistry,2012,1(15):28−37.
    [26] 李道金. 荧光, 同步荧光, 三维荧光和圆二色谱法研究头孢吡肟盐酸盐与牛血清白蛋白的相互作用[J]. 贵州师范大学学报(自然科学版),2018,36(4):58−68.
    [27] 武玉洁, 王丽欣, 封卓帆, 等. 大米蛋白质酰胺Ⅲ带三级红外光谱研究[J]. 湖南文理学院学报(自然科学版),2020,32(1):12−16.
    [28] 武小明, 李丽慧, 霍嘉颖, 等. 降龙涎二醇与牛血清白蛋白的相互作用研究[J]. 现代食品科技,2019,35(5):124−130.
  • 加载中
图(8) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  28
  • HTML全文浏览量:  13
  • PDF下载量:  4
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-11
  • 网络出版日期:  2021-01-28
  • 刊出日期:  2021-04-01

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要通知

    从2020年12月23日起,若所投稿件的参考文献为中文,则需补充此中文参考文献的英文格式,特此通知。