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抗生素耐药问题是目前人类医疗活动中面临的重大社会问题,解决这一问题的主要途径包括抗生素的合理使用、新型抗生素的研发和抗生素与其体内靶点的相互作用研究等。p-内酰胺类抗生素是临床上最常用的抗菌药物,其产生耐药性的主要原因在于：细菌编码产生抗药靶蛋白p-内酰胺酶,催化水解p-内酰胺类抗生素。TEM-1β-内酰胺酶(TEM-1)是最常见的超广谱p-内酰胺酶,其催化水解β-内酰胺类抗生素的首要环节是识别并结合抗生素。本论文选择青霉素G、头孢氨苄和头孢西丁三种β-内酰胺类抗生素为对象,首先采用位点靶向性分子模拟技术研究TEM-1与这三种抗生素的分子识别,并应用荧光光谱法和亲和色谱法研究它们相互作用的机理。该研究能从分子水平上阐明TEM-1与β-内酰胺类抗生素的相互作用机制,对解决抗生素耐药问题和研制新型高效抗生素药物具有重要意义。全文共分3章,主要工作和内容如下：1.采用分子对接技术对TEM-1与青霉素G、头孢氨苄和头孢西丁的分子识别过程进行了模拟,并采用光谱法探查TEM-1与三种抗生素发生分子识别时该酶自身构象的变化,证明分子识别是其相互作用的关键环节。结果表明：TEM-1分子和三种抗生素分子分别形成6,5和3个氢键,通过氢键生成1：1的复合物；TEM-1与三种抗生素相互作用的主要推动力是氢键和范德华力。紫外吸收光谱结果表明：随着抗生素浓度的增大,紫外吸收值增大,吸收峰红移。碘化钾(KI)猝灭实验结果表明：KI对TEM-1-抗生素复合物的猝灭常数高于对TEM-1的猝灭常数,且形成复合物后,TEM-1表面的发色氨基酸残基的数目减少。同步荧光光谱结果表明：在Λλ=60 nm时和Λλ=15 nm时,随着抗生素浓度的逐渐增大,TEM-1的同步荧光强度逐渐下降,其Λλ=60 nm时下降更显著。二阶导数荧光光谱结果表明：激发波长为278 nm时,酶与酶-抗生素复合物均有两个负峰,形成复合物后峰强度和位移均有变化：激发波长为295 nm时,酶与酶-抗生素复合物均只有一个负峰,形成复合物后峰强度降低。2.采用荧光光谱法和亲和色谱法研究TEM-1与三种抗生素分子相互作用的机制。结果表明,TEM-1与三种抗生素以1：1的比例发生相互作用,猝灭机制为静态猝灭。热力学研究结果表明：焓变ΛH、熵变AS和自由能变化ΛG均<0,说明TEM-1与三种抗生素的作用过程为自发的放热过程,主要作用力为氢键和范德华力。另一方面,TEM-1和三种抗生素相互作用的表观活化能均为负值,表明结合过程没有能垒,是一个自发的过程。根据Forster能量转移理论计算得到TEM-1与三种抗生素的结合距离r均小于7 nm,且满足0.5R0<1.5R0,说明能量转移过程为非辐射转移。亲和色谱法的研究结果表明,固定化TEM-1仍然保留其生物活性,能特异性的识别三种抗生素分子,两者相互作用过程符合单朗格缪尔模型。前沿色谱分析测定TEM-1与青霉素G、头孢氨苄和头孢西丁相互作用过程的结合常数分别为：3.54×104 M-1,1.89×104 M-1和1.23×104 M-1,结合常数大小顺序为青霉素G>头孢氨苄>头孢西丁,与荧光光谱法测定结果一致,证明固定化TEM-1可用于研究TEM-1与抗生素类药物的相互作用。