蛋白质是人体中重要的营养物质,在人体内有着特殊的地位,头孢菌素类抗生素是目前广泛使用的一种抗生素,其种类繁多对细菌的选择作用强,对人体几乎没有毒性,具有抗菌谱广、抗菌作用强等优点。药物通过口服进入人体中必定会与人体中的胰蛋白酶与胃蛋白酶接触,研究蛋白质与药物的结合有助于了解药效发挥的详细过程,为临床用药、药代动力学提供理论依据。本文采用荧光猝灭法、同步荧光法、紫外吸收法、共振光散射法、圆二色谱法以及分子对接技术研究三种头孢类药物与胰蛋白酶和胃蛋白酶的结合机理。研究内容共分以下几部分:第一章:综述了近年来多种光谱法研究蛋白质与药物小分子的结合作用,并对胃蛋白酶和胰蛋白酶进行了概述。共引用参考文献44篇。第二章:主要通过荧光光谱法与分子对接技术研究了在298 K、303 K和310 K温度下头孢他啶(CFD)与胰蛋白酶(TRP)之间的作用机制。研究结果表明,CFD与TRP之间是通过1:1的静态猝灭方式相互作用。依照双对数方程处理荧光猝灭数据得到了CFD与TRP作用的结合常数K_a和结合位点数n。通过热力学方程求得了不同温度下CFD与TRP作用的热力学参数,由实验数据表明它们之间主要作用力为静电引力,分子对接技术也证实了此结论。第三章:在pH=7.4缓冲溶液条件下,研究了不同温度下头孢尼西钠(CFS)与胰蛋白酶(TRP)之间的相互作用。结果表明,CFS对TRP有较强的荧光猝灭作用,该猝灭方式是静态猝灭,结合位点约为1。猝灭曲线图表明色氨酸残基与酪氨酸残基均参与了反应。TRP与CFS之间的结合距离r<7 nm,表明TRP-CFS体系之间的能量转移为非辐射能量转移。模拟生理条件下,采用分子对接技术研究二者之间的作用力,对接结果与实验结果相同,TRP-CFS体系之间主要作用力为静电引力。第四章:采用多种光谱法及计算机模拟技术研究了298 K、303 K和310 K温度下,头孢他美酯(CFP)与胃蛋白酶(PEP)之间的结合机理。结果表明,CFP主要以非辐射能量转移的静态猝灭方式猝灭PEP的荧光,两者主要通过静电作用力结合;其结合率在310K时为74.73%~92.13%;同步荧光法和圆二色谱法研究CFP对PEP的反应,表明两者的结合诱导了PEP的构象变化,使PEP的内源荧光猝灭;计算机模拟CFP与PEP的对接,表明CFP结合在PEP的催化活性位点处,该结论与光谱法所得结果一致;同时利用CFP对PEP的荧光猝灭反应,可以实现对实际药品中CFP含量的快速测定。第五章:利用以蛋白质的荧光变化为考察对象的传统荧光光谱法和以药物小分子的共振光散射荧光变化为考察对象的改进光谱法,分别研究了不同温度下头孢他美酯(CFP)与胃蛋白酶(PEP)之间的结合机理。结果证明:CFP-PEP主要的猝灭方式为静态猝灭;n值均约等于1,表明PEP与CFP相互作用时只有一个结合位点;Hill系数约为1,表明受体PEP与配体CFP之间不存在协同作用。改进光谱法得到的CFP-PEP体系的结合常数比传统荧光光谱法大两个数量级,表明以药物小分子为考察对象的研究更加切实、合理。通过紫外吸收光谱法对所得实验结果的合理性进行了检验。