蛋白質的結構和生物功能的關系及生物分子的弱相互作用是人們普遍關注的課題，而其中許多生物化學過程都涉及到蛋白質間或蛋白質與其他分子的非共價鍵作用，如藥物分子與靶點蛋白質的結合、抗原與抗體的結合以及酶與底物的結合等[1-4]。金屬離子與核酸、氨基酸、蛋白質等生物大分子的作用以及對神經系統不正常的影響可以直接或間接地損傷 DNA，從而引起細胞的變異；但另一方面，金屬配合物又可以用于診斷和治療疾病，已經被廣泛用于臨床治療癌癥的藥物順鉑\\(cis-diamminedichloroplatinum\\(Ⅱ\\)\\)就是一種以二價鉑為中心的配合物。它們之間這種相互協同又相互制約的關系，引起了眾多化學家、生物學家和醫學家的廣泛興趣[5]。
內源熒光法是基于蛋白質中存在著酪氨酸和色氨酸，能吸收270~300 nm 的紫外光而發出熒光的原理發展起來的。當測定體系中加入小分子配體時，配體與蛋白質發生弱相互作用，會導致蛋白質熒光的靜態淬滅。利用這一現象，可確定蛋白質與配體的作用類型及其結合部位等[6-7]。熒光光譜法比紫外分光光度法靈敏，且來自核酸和其他小分子化合物的干擾也比較小。雖然熒光光譜法不像 X-ray 及 NMR 技術那樣可以準確的提供結構信息，但在配體與蛋白質形成的非共價復合物晶體結構尚未知道以前，運用此方法卻可以推測它們之間的弱相互作用，并且，有一些參數不能從晶體結構中得到，只有在水溶液環境中才能測得[8-9]。
1 金屬及其配合物與蛋白質的作用
金屬離子不僅影響金屬蛋白的空間結構，還與生物大分子的識別、自組裝等性質和生物功能密切相關。在許多天然和合成的金屬蛋白中，配位作用能改變金屬結合部位周圍的肽鏈構象。如Cu2+與半乳糖氧化酶前體結合導致肽鏈變構，從而產生成熟酶[10]。
FeMo輔因子\\(Mo-7Fe-9S簇\\)的插入使固氮酶MoFe蛋白的構象發生根本重排，并形成一個含FeMo輔因子的核心模體[11-12]。另一方面，金屬離子存在時許多金屬蛋白可以體外折疊成具有天然構象的全功能蛋白，而不需要催化劑和折疊伴侶[13]。金屬結合部位周圍的肽鏈構象的保守性是金屬蛋白的最重要結構特征之一。如鈣結合蛋白中，與Ca2+離子結合的肽段都具有規則的螺旋-環-螺旋\\(helix-loop-helix，HLH\\)結構，通常稱為EF-hand。而“EF-hand”在脫去Ca2+離子之后都會失去原有的規則結構[14]。Fujita Y等在進行蛋白質定量的同時，研究了溶液中金屬配合物的存在狀態及其與蛋白質之間的作用，并對反應的機理進行了初步的探討。其中PR-Mo\\(VI\\)絡合物探針法比較成熟，已廣泛應用于臨床學上檢測尿蛋白和腦脊液中的微量蛋白[15]。
2 生物分子弱相互作用熒光光譜法研究
用熒光光譜法進行生物分子的弱相互作用研究，大多數是根據Stern-Volmer方程[16]，即F0/F=1+Kq[Q]，式中F0是不加猝滅劑時體系的熒光強度，F是加入猝滅劑時體系的熒光強度，Kq是猝滅常數，[Q]是猝滅劑濃度。根據經典的熒光猝滅理論，無論動態猝滅或靜態猝滅，F0/F對[Q]作圖將得到直線且與溫度有關[17]。由于動態猝滅起因于擴散運動，所以隨溫度的升高熒光猝滅會更嚴重，熒光猝滅常數應增大。相反，靜態猝滅是由于熒光物質與猝滅劑形成了復合物，溫度升高降低了復合物的穩定性，所以隨溫度升高靜態猝滅應減弱，熒光猝滅常數應減小。郭玉華等用熒光光譜法研究了7-羥基黃酮及磷?；?-羥基黃酮與DNA的弱相互作用[18]，證明7-羥基磷?；S酮比7-羥基黃酮對DNA更具親和力；鄭芳芳等用熒光光譜法研究了人類ARF1蛋白與GDP/ADP的弱相互作用[19]，發現GDP/ADP與ARF1蛋白弱相互作用的結合常數分別為0.02269和0.00771\\(μmol/L\\)-1。在劉海濤的碩士論文中，用紫外等幾種方法研究了金屬配合物與蛋白質的相互作用，結果表明熒光鎵試劑共振散射光譜法測定微量蛋白質的分析特性優于常用的方法[20]。這些研究結果表明熒光光譜法在研究生物分子弱相互作用時表現出很大的優勢。
3 結論和展望
熒光光譜技術已經成為用來描述生物分子結構和功能的重要工具，在平衡狀態下測定金屬配合物-蛋白質這樣的受體-配體之間的弱相互作用中發揮著重要作用。本文回顧了熒光光譜法在測定金屬配合物和蛋白質弱相互作用弱相互作用動力學和熱力學參數時的應用。應用此方法可以得到關于金屬配合物與蛋白質結合位點和構象的定量、定性信息，而且它還擁有超靈敏的檢測技術以及先進的數據獲得方法，所有這些都讓熒光光譜法在研究受體與蛋白質的弱相互作用變得更加容易。研究金屬配合物與蛋白質的弱相互作用有助于我們對潛在的藥物進行有價值的篩選，與生物化學、藥物化學方法結合定會帶來更多的成果。
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