氨基酸卟啉合成、自聚集行為及對(duì)生物分子識(shí)別的研究.pdf

1、把不同的氨基酸作為取代基引入卟啉環(huán)，利用他們帶不同電荷、極性以及在中性溶液中兩性離子的特性，將其連在卟啉分子中可以改變卟啉化合物的受授性質(zhì)，使氨基酸卟啉的結(jié)構(gòu)和性能更接近天然卟啉，使得整個(gè)卟啉分子對(duì)特定的蛋白質(zhì)分子表現(xiàn)出選擇性識(shí)別。對(duì)氨基酸卟啉的聚集體結(jié)構(gòu)和過程的研究，以及對(duì)特定分子的識(shí)別研究有助于了解氨酰轉(zhuǎn)移RNA合成酶識(shí)別特定氨基酸的生物機(jī)理，對(duì)研究分子識(shí)別化學(xué)中不同的作用模式也具有非常重要的意義。此課題的研究一直是仿生化學(xué)研究領(lǐng)域

2、中一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。本文合成并系統(tǒng)的研究了氨基酸卟啉在不同體系中的聚集行為及與生物分子間的識(shí)別研究。論文主要包括以下幾個(gè)方面： 第一部分概述了氨基酸卟啉的研究意義、氨基酸卟啉的合成研究進(jìn)展、卟啉化合物自聚集行為及與生物分子間聚集行為的研究現(xiàn)狀、卟啉特別是氨基酸卟啉對(duì)生物分子的識(shí)別研究現(xiàn)狀及本論文的研究主要內(nèi)容及特點(diǎn)。 第二部分采用經(jīng)典的Alder—Longo法設(shè)計(jì)并合成了三種氨基酸卟啉化合物的中間體，并進(jìn)一步將不同氨

3、基酸配體引入中間體的不同位置，合成了meso—四—[4—(Boc—蘇氨酸)氨基苯基]卟啉(TAPP—Thr—Boc)、不對(duì)稱型5-(4—蘇氨酸氨基苯基)-10，15，20—三—(4—氯代苯基)卟啉(p—Thr—TriClPP)和尾式卟啉-5-[4—(L—色氨酸乙氧基)苯基]-10，15，20—三苯基卟啉[p—TrpO—C2-(TPP)]。利用核磁共振譜等手段進(jìn)行了光譜表征，對(duì)不同取代位置和不同取代氨基酸配體對(duì)氨基酸卟啉的光譜性能影響進(jìn)行

4、了研究。計(jì)算得出所合成的卟啉有較高的熒光量子產(chǎn)率，并進(jìn)一步討論了實(shí)驗(yàn)過程中的影響因素。 第三部分利用卟啉在不同單一溶劑中單體與聚集體相互轉(zhuǎn)化時(shí)，吸收光譜有所變化的原理，計(jì)算p—Thr—TriClPP及其中間體p—H2-TriClNH2PP的自聚集數(shù)和自聚集平衡常數(shù)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果比較p—Thr—TriClPP和其中間體在不同單一溶劑中的自聚集能力，發(fā)現(xiàn)π—π相互作用和氫鍵作用的綜合效果使得p—Thr—TriClPP的聚集能力相比僅

5、以π—π相互作用為主的中間體p—H2-TriClNH2PP的增強(qiáng)很多。從而對(duì)p—Thr—TriClPP中引入的修飾基團(tuán)—蘇氨酸對(duì)兩種卟啉在極性溶劑中聚集作用力的影響作出理論解釋。 第四部分分別研究了陽(yáng)離子型氨基酸卟啉—p—Thr—TriClPP在陰離子表面活性劑AOT和陽(yáng)離子表面活性劑CTMAB溶液中的自聚集行為，利用熒光各向異性及表面張力法考察了該卟啉在兩種膠束內(nèi)的傳遞過程。該卟啉在接近或者略高于CMC(臨界膠束濃度)時(shí)的AO

6、T和CTMAB水溶液中均形成了H—型聚集體，而隨著膠束溶液濃度的增加逐漸轉(zhuǎn)化成單體。但離子強(qiáng)度僅影響該卟啉在AOT中聚集體數(shù)目；兩個(gè)體系的膠束濃度高于CMC時(shí)，隨著卟啉濃度的增加，H—型聚集體向單體轉(zhuǎn)化。強(qiáng)酸對(duì)該卟啉在AOT溶液中有質(zhì)子化效果，致使H—型聚集體向單體轉(zhuǎn)化，再由單體形成J—型聚集體，導(dǎo)致了譜帶的紅移；但在CTMAB溶液中強(qiáng)堿使該卟啉去質(zhì)子化，使其由H—型聚集體向單體轉(zhuǎn)化。 第五部分通過分別研究p—Thr—TriCl

7、PP及其中間體p—H2TriClNH2PP對(duì)鳥嘌呤(Gua)的專一性識(shí)別，比較計(jì)算不同溫度下p—Thr—TriClPP及其中間體分別與Gua結(jié)合時(shí)的靜態(tài)猝滅常數(shù)。根據(jù)F(o)rster非輻射能量轉(zhuǎn)移理論確定了p—Thr—TriClPP及其中間體與Gua的結(jié)合過程均屬于非輻射能量轉(zhuǎn)移。通過熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算，確定在沒有引入蘇氨酸基團(tuán)的中間體p—H2TriClNH2PP與Gua主要以靜電引力相結(jié)合，而引入蘇氨酸基團(tuán)后p—Thr—TriClPP

8、與Gua則以氫鍵和范德華力相結(jié)合。這就證明了卟啉環(huán)側(cè)鏈引入蘇氨酸基團(tuán)后與Gua間的專一識(shí)別有一定的影響。 第六部分研究了AOT以膠束形式存在下，陽(yáng)離子型TAPP—Thr—Boc作為熒光光譜探針用于含有L—色氨酸(L—Trp)殘基的牛血清白蛋白(BSA)的定量測(cè)定中，此法檢測(cè)限低，有較好的選擇性和靈敏度，用于實(shí)際樣品的測(cè)定，結(jié)果滿意。利用多種光譜并結(jié)合BSA性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探討了TAPP—Thr—Boc與BSA的結(jié)合機(jī)理，判斷該體系的主要