药物与蛋白质相互作用的实时监测利器--SPR技术

2025-04-27 点击数:0 分享至:





在生物医学研究领域,洞悉药物与蛋白质之间的相互作用,对新药研发以及临床用药指导而言,有着举足轻重的意义。2022年,一篇发表于《European Journal of Pharmaceutical Sciences》,标题为“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,深入探究了表面等离子体共振(SPR)技术在揭示瑞舒伐他汀(Rosuvastatin,简称ROS)与人血清白蛋白(Human Serum Albumin,简称HSA)相互作用方面的应用。










瑞舒伐他汀作为一种抗胆固醇药物,归属于他汀类药物范畴。研究人员运用多光谱方法,并结合分子建模技术,对ROS与人血清白蛋白的关联性展开了评估。除此之外,他们还借助固定了HSA的表面等离子体共振芯片,获取了动力学参数(结合速率常数ka、解离速率常数kd以及平衡解离常数KD )。










SPR实验结果显示,ROS与HSA之间存在很强的相互作用,在298K的温度条件下,其平衡常数(KD)达到了1.55×10⁻⁸M 。





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为了深入探究ROS - HSA的作用机制,作者运用Auto Dock软件进行了分子对接,结果如图所示。根据分子对接的研究结果,ROS更倾向于结合位点IB和IIA,而ROS - HSA复合物则是通过氢键和π-π相互作用得以稳定。氢键供体和受体的存在,以及芳香族ROS分子,都促进了这种相互作用。





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针对位点标记所进行的竞争分析表明,ROS更偏好与HSA的结合位点IIA相结合,这或许能够解释,为何在使用ROS的人群中,HSA展现出了更强的抗凝效果。





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SPR技术:药物与蛋白质相互作用的实时监测利器






技术原理


SPR技术巧妙利用光在金属薄膜表面产生的等离子体共振现象,能够对生物分子间的相互作用进行实时监测。当药物分子流经固定有蛋白质的金属薄膜时,研究人员通过监测反射光强度的变化,就可以精准地测量药物与蛋白质的结合和解离过程。






ROS与HSA的SPR实验






实验设计


研究者先将HSA固定在SPR芯片的金膜之上,随后让不同浓度的ROS溶液流经芯片,同时仔细观察并记录共振角的变化情况。










关键发现


实验发现ROS与HSA之间存在强相互作用,其平衡解离常数(KD)为1.55×10⁻⁸M,这充分表明两者的结合十分紧密。






 SPR技术的优势与意义






高灵敏度


SPR技术极为灵敏,能够检测到极微量的生物分子相互作用,特别适用于低亲和力或低浓度条件下的研究工作。










实时监测


该技术允许对药物与蛋白质的结合和解离过程进行实时监测,为动力学研究提供了极为有力的工具。










推动药物研发


借助SPR技术,研究人员能够更深入地了解药物与蛋白质的相互作用机制,从而为新药筛选、药物代谢动力学研究以及疾病机制探索,提供关键的数据支持。










本研究借助SPR技术,成功揭示了ROS与HSA之间的强相互作用及其作用机制,为药物研发提供了全新的视角与工具。展望未来,随着SPR技术的持续发展与完善,相信它会在药物研究领域发挥更为关键的作用,为新药的开发以及临床应用,提供更为精准、高效的解决方案。