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黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase,XO）主要存在于人体的肝脏及肾脏中,可连续氧化次黄嘌呤和黄嘌呤生成尿酸,催化过程中还伴随着超氧阴离子（O2-）和过氧化物的形成。血液中尿酸水平持续过高会诱发高尿酸血症,严重时过饱和的尿酸会沉淀成钠盐并沉积在外周关节和组织中,最终导致痛风,同时还面临着发生高脂血症、高血压、糖尿病和动脉粥样硬化等并发症的风险。近年来,高嘌呤食物逐渐受到人们的喜爱,痛风的发病率也因此迅速升高,成为一种多发且严重的代谢性疾病。目前市面上常见的降尿酸类药物如别嘌呤醇和非布索坦等,已被报道具有发热、过敏、腹泻以及肝肾损伤等副作用,因此,发掘活性高且安全无毒的XO抑制剂具有重要的现实意义。儿茶素类物质作为茶叶中重要的活性组分,因其具有抗氧化、抗炎、抗癌及降血脂等良好的药理活性,已成为研发抗糖尿病、抗高血糖及抗高尿酸血症等药物和功能食品的重要资源。本论文选取了三种代表性的儿茶素:表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、没食子儿茶素没食子酸酯（GCG）和表儿茶素没食子酸酯（ECG）,通过多种光谱学方法及计算机模拟技术系统地探究了上述三种儿茶素对XO的抑制作用和分子机制、与XO的结合性质以及对酶构象的影响。探讨了三种儿茶素对XO催化体系中O2-形成的抑制作用方式,并基于剂量归一化等效线理论研究了它们与别嘌呤醇的联合抑制效果。此外,还研究了p H值、加热和微波预处理对ECG抗氧化性和对XO抑制活性的影响,并建立体外模拟消化模型,测定了ECG的生物可及性,主要研究结果如下:1.EGCG、GCG和ECG都具有良好的抑制XO活性的能力,其半抑制浓度(IC50)值分别为40.50±0.32μM、33.60±0.53μM和19.33±0.45μM,抑制能力强弱顺序为ECG＞GCG＞EGCG。三种儿茶素对XO的抑制类型均为可逆的混合型抑制,EGCG、GCG和ECG的抑制常数值分别为6.68±0.04μM、5.10±0.13μM及5.27±0.24μM,表观系数α均大于1,表明三种儿茶素更倾向于与游离酶结合。2.三种儿茶素都能够显著猝灭XO的内源荧光,猝灭机制为单一静态型;室温下的结合常数均在10~4L mol-1数量级,表明三种儿茶素与XO之间具有中等强度的结合亲和力,其中GCG结合的最为稳定;结合位点数均为1,表明XO中仅有一个或一类供儿茶素结合的位点;三种儿茶素与XO的结合均通过氢键和范德华力驱动。分子模拟结果显示三种儿茶素都插入到黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）附近的柔性区域,与周围的氨基酸残基通过氢键形成复合物,结合后儿茶素的构象发生扭曲。MM-PBSA自由能分解的结果表明极性溶剂化自由能对总自由能贡献最大。分子动力学结果表明三种儿茶素的存在会导致XO的结构紧密性和稳定性上升,表面疏水性增大。3.同步荧光和三维荧光的结果表明EGCG、GCG和ECG基本上不影响色氨酸和酪氨酸残基的微环境,但会破坏XO多肽骨架的稳定。圆二色光谱和倒置荧光显微镜的结果表明,儿茶素诱导XO结构紧缩,α-螺旋和β-折叠含量上升,相比之下ECG和GCG对酶结构产生的影响显著大于EGCG。综合这些结果可以推断三种儿茶素抑制XO的作用机制为:EGCG、GCG和ECG结合到FAD附近柔性高的区域,与周围关键的氨基酸残基通过氢键相互作用,并导致XO形成了更为紧密的构象,从而阻碍了底物的进入和催化产物的释放,最终抑制了XO活性。4.EGCG、GCG和ECG能有效地抑制XO在催化过程中产生O2-自由基,主要是通过抑制XO催化产生尿酸以及还原XO分子以形成H2O2两种途径来间接实现对O2-自由基形成的抑制。此外,三种儿茶素都与别嘌呤醇之间存在对XO的协同抑制作用,其中GCG与别嘌呤醇的协同效果最好。结合分子对接的结果分析可知,可能的协同作用机理是:儿茶素与别嘌呤醇分别与XO内不同的活性位点结合,增强了各自与酶之间的结合亲和力,最终表现出协同抑制效果。5.p H值、加热和微波处理对ECG抗氧化性及抑制XO活性的影响研究结果表明,ECG在酸性环境中相对稳定,对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基的清除率和对XO的抑制率也较高。微波处理和低温加热能够提升ECG的抗氧化性和对XO的抑制活性,但加热温度过高却会导致对XO的抑制率大幅度降低。两种加工条件处理后ECG仍然通过静态型方式猝灭XO的内源荧光,加热和微波处理后ECG与XO的结合亲和力分别表现出减弱和增强的趋势,结合驱动力仍是氢键和范德华作用力。加热和微波处理会强化ECG对XO的二级结构所产生的影响,导致XO结构变得更加紧密。通过高效液相色谱技术探究ECG在加热和微波条件下的降解机理,结果表明ECG会转变为儿茶素没食子酸酯（CG）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素（EC）和没食子酸（GA）,这些降解产物可能与ECG之间存在协同作用,因此体系表现出更高的抗氧化性及对XO的抑制活性。计算了ECG经体外模拟消化后的生物可及性,高低顺序为:未处理＞微波处理＞加热处理的ECG;消化后加热和微波对ECG的DPPH自由基清除率的提升效果被削弱;相较而言,微波处理过的ECG在消化后仍具有良好的XO抑制活性。