光激发四苯基卟啉钴氧化还原反应机理研究

金属卟啉在光激发条件下会呈现出重要催化特性和光学性质。四苯基卟啉亚钴(Co~Ⅱ TPP)性质稳定,难以通过强氧化剂氧化至四苯基卟啉钴(Co~ⅢTPP)。本文分别利用全波长氙灯与355nm激光脉冲诱导Co~Ⅱ TPP,探究其分子内的氧化还原过程。研究发现,Co~Ⅱ TPP的Soret带最大吸收峰随光照时长的递增出现红移,且吸收强度呈现先下降后上升的趋势,最大吸收峰位置由415nm逐渐红移至433nm,其Q带最大吸收峰位置由532nm逐渐红移至545nm。两种光源诱导Co~Ⅱ TPP均出现稳态吸光度的降低,分子内的活性中心钴离子由Co~(2+)氧化到Co~(3+)。咪唑使得Co~Ⅱ TPP受光诱导后更易出现稳态吸收峰红移。Co~Ⅱ TPP的瞬态吸收光谱有3个瞬态吸收峰,激光激发含咪唑的Co~Ⅱ TPP溶液仅在396nm出现单个瞬态吸收峰。数据表明光激发时,电子从卟啉的π成键分子轨道向具有配体特征的π~*反键分子轨道迁移,发生金属对配体的电荷迁移,生成稳定的高价态Co~Ⅲ。     

游离芳香氨基酸和半胱氨酸对光诱导高铁肌红蛋白还原的影响

肌红蛋白(Myoglobin,Mb)中血红素辅基不仅具有储氧功能,也能吸收特定波长的光而影响蛋白功能表达。实验发现,部分游离的氨基酸对光诱导高铁肌红蛋白(metM b,Fe(III)-Mb)的还原过程及还原程度都有重要作用,因此,本文采用紫外-可见吸收光谱、圆二色谱、三维荧光光谱法,在光照体系中加入拥挤试剂来模拟细胞内拥挤环境,研究芳香氨基酸[色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)、酪氨酸(Tyr)、半胱氨酸(Cys)]对metM b还原的影响。结果表明,含-OH或-SH的氨基酸(Tyr、Cys)能使metM b发生较好的光还原,无-OH或-SH基团的氨基酸(Trp、Phe)对metM b的光还原作用较弱,氨基酸促进metM b光还原的整个过程可能是分子间电子转移的过程。metM b在拥挤环境聚蔗糖70(Ficoll 70)中的光诱导还原程度比在稀溶液中高,拥挤试剂Ficoll70对蛋白的二级结构起保护作用,能够稳定血红素微环境。     

用于一氧化氮检测的小分子荧光探针研究进展

生物小分子NO以其重要的生理学和病理学作用受到科学家们的广泛关注。高选择性、高灵敏度、低毒性NO分子荧光探针的设计和开发,在环境检测、食品安全及人体内NO检测等领域具有重要意义。本文以小分子荧光探针对NO的识别机制为主线,从唑环的形成、螺内酰胺开环、还原脱氨、二氢吡啶的芳构化、NO与金属络合物的反应、与非金属Se的反应和亚硝胺的形成出发,综述了近年来NO小分子荧光探针的研究进展。对NO探针设计及其识别性能研究方面的工作进行了总结,并讨论了NO荧光探针今后的设计思路和重点研究方向。     

嘧啶衍生物与人血清白蛋白的相互作用

在模拟生理条件下,运用荧光光谱、激光闪光光解(LFP)和分子对接等技术研究了8种具有抗肿瘤活性的嘧啶衍生物(PDs,其中PDs A 5-FU为成药,PDs B-H为实验室自制)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用.利用Stern-Volmer方程和激光闪光光解技术分析了PDs对HSA的荧光猝灭机制,PDs A和B为静态猝灭,PDs G和H为动态猝灭.用双倒数曲线法得出5种PDs与HSA的结合常数Ka和结合位点数n,在测定条件下5种PDs与载体结合位点数均为1,且均以弱结合力结合,通过热力学参数ΔH,ΔS和ΔG推测出PDs B,C和E与HSA之间的作用力为静电作用力和疏水作用力,PDs A和D与HSA之间的作用力是氢键和范德华力,分子对接结果与其一致.根据F9rster非辐射能量转移理论(FRET)分析了HSA和PDs之间的结合距离(r),其结果均小于4 nm,符合能量转移理论.进一步利用同步荧光、三维荧光和圆二色光谱考察了PDs与HSA结合过程中HSA空间构象的变化,结果显示,仅PDs A和C对HSA的芳香族氨基酸周围的疏水性略有增强作用.体外实验结果表明,HSA可以作为优良的载体来运输和储存PDs A~E,这为嘧啶衍生物的后续研究提供了可参考的实验数据.     

紫外-可见光谱法研究细胞色素C活性中心金属离子与硫酸铜的相互作用

应用紫外－可见吸收光谱法研究细胞色素C（Fecyt-C)活性中心铁离在pH7.1的磷酸缓冲液中与无机CuSO4的直接相互作用。结果发现：CuSO4中的Cu（Ⅱ）与Fecyt-C中的Fe(Ⅱ）有交换作用，形成部分的Cucyt-C，并且随着外加CuSO4量的增加，这种相互作用增强，首次证实了细胞色素C这种直接相互作用的存在。     

铜锌超氧化物歧化酶与精氨酸钴（Ⅱ）的相互作用

采用ＶＩＳ,ＩＣＰ及酶活性测定等方法,研究了铜锌超氧化物歧化酶（Ｃｕ２Ｚｎ２ＳＯＤ）与精氨酸钴（Ⅱ）（Ｃｏ（Ａｒｇ）ｎ）的直接相互作用以及外加精氨酸钴（Ⅱ）的量、溶液ｐＨ值对此类相互作用的影响,结果发现：在水溶液中原酶活性中心处的Ｚｎ（Ⅱ）离子可被外加的精氨酸钴（Ⅱ）部分诱导、交换出来,而溶液中外加Ｃｏ（Ａｒｇ）ｎ中的Ｃｏ（Ⅱ）进行酶的活性中心,形成“Ｃｏ－ＳＯＤ”酶衍生物,并相应影响酶的催化活性,与此同时,外加精氨酸钴（Ⅱ）的量,溶液ＰＨ值对此类相互作用的进行有重要影响。     

荧光法对光诱导野生型肌红蛋白和突变体(D44K)去氧的对照研究

用荧光法对光诱导野生型肌红蛋白(Mb)和突变体(D44K)去氧的过程进行对照研究。发现430nm是研究Mb(WT)和Mb(D44K)光照去氧的最佳激发波长。430nm激发时,Mb(D44K)在597.9nm和628.8nm处出现两个荧光发射峰,不同于Mb(WT)仅在597nm处出现一个荧光发射峰。经研究证明,628.8nm处荧光峰是Mb3 -H2O型中的H2O峰。光照也使此峰的荧光强度下降,但比去氧的速率慢。研究发现,597nm处Mb(D44K)的荧光效率比Mb(WT)的荧光效率低。传能实验表明Mb表面44位氨基酸由天冬氨酸突变为赖氨酸后,不影响Mb(D44K)中色氨酸和酪氨酸残基传递给铁卟啉的荧光效率,但使Mb(D44K)中色氨酸和酪氨酸残基的荧光效率变高。     

可见光谱法研究核酸酶P1与氯化铜(Ⅱ)的相互作用

首次采用ＶＩＳ与酶活性测定的方法,研究了溶液中核酸酶Ｐ１与无机氯化铜（Ⅱ）（ＣｕＣｌ２）的直接相互作用。结果发现：在水溶液中核酸酶Ｐ１活性中心的Ｚｎ（Ⅱ）离子可被外加氯化铜（ＣｕＣｌ２）中的Ｃｕ（Ⅱ）部分诱导、交换出来,而Ｃｕ（Ⅱ）进入酶的活性中心,形成相应“Ｃｕ（Ⅱ）－Ｐ１”酶衍生物,并随着溶液ｐＨ值的变化,形成酶的衍生物结构亦随之变化,相应地也影响了酶的催化活性。     

光谱,波谱法研究铜锌超氧歧化酶与氯化钴（Ⅱ）,组氨酸钴（？…

我们首次发现的铜锌超氧歧化酶（Ｃｕ２Ｚｎ２ＳＯＤ）与氨基酸等发生直接相互作用的现象,是一种前人未研究过的重要的生化新现象。在此新发现的基础上,本文用ＩＣＰ,ＶＩＳ,ＮＭＲ和酶活性测定方法,又从不同角度拓展研究了Ｃｕ２Ｚｎ２ＳＯＤ酶与两类不同化合物,     

甲硫醛单分子热分解反应

采用不对称Ｅｃｋａｒｔ势模拟了甲硫醛单分子反应体系，计算了各反应条件下反应速率常数及活化能，所得结果与甲醛结果作了比较。