阿魏酸对黄嘌呤氧化酶的抑制机理

为系统地探讨阿魏酸抑制黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XO)活性的分子机制,采用酶学和光谱学方法测定了阿魏酸对XO抑制可逆性、抑制动力学、结合性质及结构的影响,采用分子模拟技术预测了阿魏酸与XO的结合构象.结果表明:在混合竞争的方式下,阿魏酸能可逆地抑制XO活性,抑制常数为4.5μmol/L,与咖啡酸、对香豆酸、绿原酸和没食子酸相比,阿魏酸对XO的抑制能力最强,其半抑制浓度为116.2μmol/L.荧光滴定实验结果表明:阿魏酸通过动态静态混合猝灭方式使XO荧光减少,其中静态猝灭占主导,且与XO存在一个结合位点,结合常数为3.38×104 L/mol(298 K);ΔG<0、ΔH<0和ΔS>0,表明该结合过程主要是以氢键和疏水作用力驱动且自发进行.分子对接结果揭示了阿魏酸进入了XO中黄素腺嘌呤二核苷酸活性区域,影响XO正常催化过程.同步荧光光谱和圆二色光谱实验表明:阿魏酸能改变XO的二级和三级结构,使XO中酪氨酸和色氨酸残基周围极性增加及疏水性降低,并且α-螺旋含量升高,β-折叠含量降低,使XO二级结构趋于紧密,这是影响XO活性的另一原因.研究以期为阿魏酸作为XO抑制剂改善高尿酸血症提供一定的理论依据.