圓二色譜的原理和應(yīng)用

圓二色譜2023/5/241

圓二色譜的原理平面偏振光通過具有旋光活性的介質(zhì)時(shí)，由于介質(zhì)中同一種旋光活性分子存在手性不同的兩種構(gòu)型，它們對平面偏振光所分解成的右旋和左旋圓偏振光吸收不同，出射時(shí)電場矢量的振幅不同，再次合成的偏振光不是圓偏振光，而是橢圓偏振光，從而產(chǎn)生圓二色性。圓二色性常用橢圓度θ表示，是平面偏振光離開樣品池的角度。2023/5/242

圓二色譜儀的裝置整個(gè)裝置在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行，光源是氙燈，通過單色器后變?yōu)閱紊?，?jīng)過起偏器后變?yōu)榫€偏振光，線偏振光經(jīng)過光電調(diào)制器分為左右圓偏振光，再經(jīng)過具有光學(xué)活性的試樣，試樣對左右圓偏振光的吸收不同，從而合成橢圓偏振光，表現(xiàn)出圓二色性，在檢查器上表現(xiàn)出圓二色譜圖，Δε為縱坐標(biāo)，λ為橫坐標(biāo)。2023/5/243

圓二色譜的應(yīng)用圓二色譜在測定小分子化合物與DNA相互作用方面的研究，主要是DNA與配基(包括小分子和蛋白質(zhì)等大分子)相互作用。圓二色譜可以測定DNA和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，DNA的圓二色譜是由其骨架結(jié)構(gòu)中的不對稱糖分子和由這些糖分子的構(gòu)型決定的螺旋結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的，根據(jù)配基對原有的DNA圓二色譜信號的影響,以及誘導(dǎo)產(chǎn)生的圓二色譜新信號(ICD)的不同特點(diǎn),不僅可以得知配基與DNA具有相互作用,還能推斷配基與DNA結(jié)合的不同模式。小分子與DNA相互作用的典型方式有3種:嵌入、溝結(jié)合和烷基化/金屬化。2023/5/244很多與DNA結(jié)合的配基本身無手性、無光學(xué)活性,而與DNA相互作用后,使該配基的構(gòu)象發(fā)生了改變,成為具有手性的空間排列,也可以通過和DNA堿基的電子躍遷偶極矩間的偶合而產(chǎn)生CD信號,稱為誘導(dǎo)的圓二色譜。在小分子與DNA混合樣品的CD譜中,如觀察到ICD的吸收帶即表示該配基與DNA存在著相互作用。2023/5/245根據(jù)DNA與配基相互作用產(chǎn)生的ICD的不同特征,可以對配基與DNA的作用方式,以及DNA分子的幾何形狀進(jìn)行定性的、經(jīng)驗(yàn)性的推測。DNA嵌入劑一般表現(xiàn)為強(qiáng)度最大不超過10的ICD信號,如果ICD的信號較強(qiáng)則表示配體與DNA小溝發(fā)生了結(jié)合(圖3)。2023/5/246如果配基的電子躍遷偶極矩方向平行于堿基對的長軸方向,則ICD信號為正，表示該分子的長軸與短鏈DNA的堿基對間處于平行的幾何位置（圖A），如果垂直于堿基對的長軸方向,ICD為負(fù)，表示該分子的長軸與短鏈DNA的堿基對間處于垂直的幾何位置（圖B）。圓二色譜可作為新藥研究中輔助篩選的工具，300nm以上的ICD峰可以用來定量分析藥物與DNA結(jié)合的強(qiáng)弱,這種現(xiàn)象可應(yīng)用于篩選以DNA為靶點(diǎn)的與DNA相互作用的藥物。300nm以下的ICD是對DNA原正負(fù)峰的影響,也有望用于此類篩選。2023/5/247圓二色譜對水稻巰基蛋白酶抑制劑的研究天然態(tài)CPI的圓二色譜(CD譜)顯示206nm和222nm的雙負(fù)峰，木瓜蛋白酶的CD譜則218nm處負(fù)峰210nm、222nm處的負(fù)肩，當(dāng)CPI與木瓜蛋白酶以等摩爾數(shù)結(jié)合后,此時(shí)的CD譜呈現(xiàn)208nm、218nm處雙負(fù)峰,極值下移,說明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。CPI的結(jié)合部位被酶完全占據(jù)時(shí),CPI的構(gòu)象亦發(fā)生變化,使之不再結(jié)合和抑制木瓜蛋白酶,從CD譜來看表現(xiàn)為復(fù)合物譜峰的明顯不同,其實(shí)質(zhì)是二者構(gòu)象變化的共同貢獻(xiàn).2023/5/2482023/5/249可以看出右旋的和左旋的金納米顆粒，金字塔形狀