稀土金属离子与牛血清白蛋白结合反应的研究

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1、万方数据第27卷第3期河北师范大学学报(自然科学版)Vol27№31111兰!旦!竺：型篁竺堕竺竺!竺!兰矍竺!型!竺!塞!竺!!竺竺!．———竺坠垒竺兰一稀土金属离子与牛血清白蛋白结合反应的研究秦身钧，申金山，李艳廷，魏永巨(河北师范大学化学学院．河北石家庄050016)摘要：分析了牛血清白蛋白(BsA)对稀土铽离子的荧光敏化增强效应首次用敏化荧光法确定了铽离子与BsA的结合位点类型和结合位点数，表明铽离子与BsA至少有2类结合方式．第1类结合位点数为2；以铽离子为探针．测定了其他稀土离子对Tb2BSA体系敏化荧光的猝灭，发现稀土离子与BSA的

2、结合呈现“四分组效应”，钇离子的位置向轻稀土方向移动．关■词：血清白蛋白；稀土离子；荧光敏化中阻分类号：Q512+l文献标识码：A文章编号：1000．5854(2003)03—0274—04随着对稀土元素的不断开发和利用，促使人们进一步探讨稀土金属离子的生物代谢过程，研究稀土金属离子与生物大分子的相互作用，同时稀土金属离子也是一种研究生物大分子体系的有效探针．Brit．tain等发现许多种蛋白可以不同程度地敏化Tb”的特征荧光，其原因是芳香族氨基酸残基向Tb”的非辐射能量转移[“．利用Tb”荧光敏化研究Tb3+与钙调蛋白[2J、酶【31的相互作用

3、已有文献报道；但在稀土离子一血清白蛋白研究体系中，已往的研究多为根据F缸ter理论求取稀土离子到色氨酸(Tfp)残基的距离H，5J，以及利用个别稀土离子对牛血清白蛋白(BsA)的荧光猝灭推断结合情况【6’7]，而尚无直接应用稀土离子荧光敏化增强进行研究的报道．本文中，笔者研究了BsA对Tb”的荧光敏化增强现象，推断出了=者的结合位点类型和结合位点数；以Tb3+为探针测定了其他稀土离子对Tb2BsA体系敏化荧光的猝灭，通过竞争反应的难易程度横向比较出不同稀土离子与BsA结合的强弱，并探讨了稀土离子与BSA的结合规律，对于研究稀土离子的生物效应具有重

4、要参考价值．1材料与方法11仪器与试剂F一4500荧光分光光度计(Hitachi)，pHs一2c数字酸度计(萧山市仪器分析厂)，10”L微量进样器(Eppen如rf，德国)．稀土氧化物(纯度均大于99．99％)，用浓盐酸数滴小心加热溶解，待水分蒸发近干，配制成0．02m01／LRECb的储备液，实验时根据需要稀释；BsA(北京百泰生化公司)．准确称量配制溶液并用光度法测其浓度【81；Tris(三羟甲基氨基甲烷)，HCI，NaCl和NaoH试剂为分析纯．所有溶液均用二次去离子水配制．1．2实验方法取适羹TbCb和BsA溶液配制成摩尔比为2：1的Tb

5、2BSA溶液，且含有0．1mol／LNacl及0．05m01几Tris—HCl缓冲液以维持离子强度和pH=6．30．向1cm荧光池中准确加入2mL上述溶液，用微量进样器间断注入所需体积的REcl3溶液．以150w氙灯为光源，扫描速度60nm／min，激发及发射狭缝均为5cm，室温下测定荧光光谱．收藕日期：2002一儿一14；惨回日期．2002一12—24基盒项目：河北省自然科学基金资助项目(200153)作青简介：秦身均(1977一)，男，河北邯郸人，河北师范大学碗士研究生，研究方向为生物元机化学万方数据第3期秦身钧等：稀土金属离子与牛血清白蛋白

6、结合反应的研究2∞2结果与分析2．1Tb2BSA的荧光光谱Tb2BsA的激发和发射光谱如图1所示，Tbcl3溶液(a)在296nm没有激发峰出现，而Tb2BsA(c)则出现了明显的激发峰，与相同条件时BsA溶液(b)的峰相比，强度增加，且略有红移；TbCl3溶液和BsA溶液在544nm均无明显的发射峰出现，而Tb2BsA则出现了Tb3+的特征荧光峰．以上光谱表明Tb3+与BsA发生了结合反应，且有能量从配体转移给中心离子Tb3+，引起了Tb”的荧光敏化增强，图l中544nm发射波长对应于5D。一7F5的能级跃迁．^，nm^／nmaTbcl3．bB

7、sA；c1bBsA；c(BsA)=5．0×105mol／L；c(Tb3+)=1×10—4m01几圈1Tb2BSA的荧光光谱Tb2BsA的敏化激发光谱具有Trp的光谱特征，按文献[1]的方法可以判断引起Tb”敏化发光的芳香氨基酸残基的种类，即计算295，280nm处敏化激发峰强度比，若F(295)／F(280)<0．9，说明敏化发光是由酪氨酸(Tyr)残基引起的；F(295)／F(280)>1．2，说明是由Trp残基引起的；比值在0．9～1．2之间，则说明Tb”受到Tyr和Trp残基的共同作用而敏化发光．Tb2BsA激发峰曲线(c)中F(295)／

8、F(280)=1．8，说明在吸收和能量转移中，Trp残基起主要作用．因此，体系中Tb3+的发光实际上是蛋白质上的Trp残基敏化Tb”的结