分子模拟计算研究辅酶B12及其类似物光解产生的自由基加合物与β-环糊精的作用

By using Molecular Modeling program (MSI Cerius² Program, DREIDING force field), the orientation and structure of radical adducts produced by photolysis of coenzyme B₁₂ and its analogues in the presence of nitrosopropane spin trap in the β-Cd hydrophobic cavity are investigated. The MM calculation results indicate that the cyclodextrin would be taken as a model to study the mechanisms for coenzyme B₁₂-dependent enzymatic reactions.     

辅酶B12模型物／β—环糊精超分子化合物的合成和表征

辅酶B_(12)是多种分子内重排酶和核苷还原酶的辅因子,它的Co—C键在酶催化过程中会断裂产生自由基,引发底物的重排,在催化反应过程中起重要作用,包含Co—C键的辅酶B_(12)模型化合物与环糊精作用形成超分子的研究尚未见报道,由于该超分子比单纯的辅酶β_(12)模型物增加了疏水腔,使模型更接近真实体系,因而研究它们的性质,尤其是Co—C键在包结前后的变化,对于阐明与辅酶B_(12)有关的酶催化反应机理有重要意义,我们以RCo(DMG)_2L(R=i-C_4H_9,n-C_4H_9,n-C_5H_(11),c-C_6H_(11),PhCH_2.DMG=丁二酮肟.L=H_2O,NH_3)为辅酶B_(12)模型与β-环糊精作用,首次合成了一系列B_(12)模型超分子配合物,并用元素分析、FAB-MS、~1H NMR进行了表征,部分化合物进行了X射线衍射结构分析。 1 实验部分 β-CD(南京食品发酵所)经水重结晶两次,于真空80℃干燥至恒重后使用,元素分析使用240C元素分析仪,~1H NMR在Bruker AM-500MHz核磁共振仪上测定,FAB-MS在GCMS质谱仪上测试。晶体结构分析在美国Emory大学的低温(-100℃)四圆衍射仪上进行。 RCo(DMG)_2H_2O参照文献合成,RCo(DMG)_2H_2O/β-CD的合成以i-C_4H_9Co·     

电化学及光谱电化学方法研究辅酶B_(12)模型化合物的生成与解离.Ⅰ.

本文用电化学及光谱电化学方法研究了钴卟啉与苄基氯的相互作用,表明形成有σ钴—碳键的辅酶B_(12)模型化合物的前提条件是钴卟啉的中心钴氧化态必须降低到I价.讨论了σ钴—碳键的形成和解离与电位的关系,现场检测到辅酶B_(12)模型化合物的形成和解离的紫外可见光谱,提出了钴卟啉与苄基氯的ECE作用机理.     

光声量热法测定辅酶B12的光解量子产率

时间可分辨的光声最热法（Time－resolvedphotoacousticcalorimetry；简称PAC）是研究脉冲激光诱发的快速光化学和光生物化学反应过程动力学和热力学信息的一种有效方法[1－5]。本文采用压电陶瓷圆管同时作为样品油和换能器组成的PAC探测系统[6]，以波长λ＝355nm的脉冲激光（脉冲宽度8ns，脉冲重复频率10Hz）为光源激发辅酶B12甲醇溶液；研究其解量子产率，获得了满意的结果．1实验被测溶液注入两端用石英玻璃封口的压电陶瓷圆管内腔，激光束透过石英窗照射溶液（如图］所示）为标定被测样品的非辐射放热量，利用能在极短的时间内（＜l…     

辅酶B_(12)模型化合物的研究(V)RCo(Salen)L配合物Co—C键断裂的动力学

运用光度法研究了RCo(Salen)L配合物在甲醇中热分解反应动力学;测定了Co—C键断裂的速率常数及活化能,得到表观速率常数顺序为i-C3H7>i-C4H9>n-C4H9>n-C3H7>C2H5,活化能顺序为i-C3H7相似文献   

光声量热法测定辅酶B12光解的焓变和体积变化

用时间分辨的光声量热法研究了浦防B12的光解反应，首次测定了脉冲激光诱导输酶B12光解反应的治变和反应体积变化，其值分别为131±12kJ·mol-1和6±1mL·mol-1，推测该反应体积变化可能与Co－C健断裂引起的柔性咕啉环构象变化有关．     

辅酶B_(12)模型化合物的研究——Ⅰ.双水杨醛缩乙二亚胺烷基钴(Ⅲ)配合物Co-C键的性质

本工作合成、表征了一系列辅酶B_(12)模型化合物RCo(Salen)L,其中R=CH_3,C_2H_5,n和i-C_3H_7,n和i-C_4H_9,研究了上述配合物固体和溶液的Co-C键稳定性,结果表明:固体配合物Co-C键断裂的温度受烷基位阻影响,它们具有以下顺序:CH_3>C_2H_5>n-C_3H_7≈n-C_4H_9≈i-C_4H_9≈i-C_3H_7.此外还确定了影响配合物Co-C键在溶液中稳定性的因素.     

辅酶B12模型化合物生成与解离电化学研究(II)

用电化学方法研究了钴卟啉与多种直链溴代烷的相互作用，表明１价钴卟啉可以与溴代烷形成有σ钴－碳键的辅酶Ｂ１２模型化合物。计算了Ｉ价钴卟啉与各种直链溴代烷的加合速率常数。详细讨论了直链烷烃的链长与模型化合物生成速率及烷基钴卟啉负离子稳定性的关系。讨论了几种模型化合物的优劣。     

Costa型长链烷基钴化合物的合成、表征及其与β-环糊精的作用

烷基钴Costa型化合物是一种以N,N‘－双（2,3－丁二酮－2－亚胺－3肟）丙二胺为平面配体[简称（DO）（DOH)pn]的有机钴化合物,与烷基钴肟和Schiff碱类烷基钴辅酶B12模型化合物比较,它有较好的水溶性,更接近生物体系,因而是一类重要的模型化合物^[1],近来,模拟辅酶B12在与酶相似的疏水环境中的结构和性质的全酶模型已成为研究的热点。     

β-环糊精及其衍生物对维生素分子的识别作用

以乙基紫(EV)为光谱探针,采用紫外-可见光谱法测定了两种维生素(V)与β-环糊精(β-CD)、羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)和磺丁醚-β-环糊精(SBE-β-CD)的包合特性.结果表明,多种弱相互作用力协同作用于环糊精的包合过程,主-客体间的尺寸匹配影响了包合物的稳定性.包合能力β-CDHP-β-CDSBE-β-CD.     

坦索罗辛与β-环糊精相互作用的光度法和分子模拟研究

在模拟生理条件下,采用光度法和分子模拟技术研究了坦索罗辛与β-环糊精(β-CD)的相互作用。由实验所得的热力学参数ΔH<0,ΔG<0,说明坦索罗辛与β-CD发生了一个放热、自发的结合过程;由ΔH<0且ΔS<0推断二者主要靠氢键和范德华力发生作用。采用分子模拟技术对其相互作用从分子水平上进行预测,其结果与实验结果基本一致。     

β-环糊精及其衍生物与TNS超分子包络物研究

环糊精(Cyclodextrin,简称CD)又名沙丁格糊精(Schardinger dextrin),它们是由环糊精葡萄糖基转移酶(CGT)作用于淀粉所产生的一组以α-1,4糖苷键结合的环状低聚糖.其中最常用的是β-CD.作为有序介质的一种,其显著结构特征是存在一个筒状立体手性疏水空腔[1].     

维生素B12模型分子侧链钴-氮键稳定性研究

维生素B12(VB12)模型分子[单腈六甲基-N-(3-咪唑基)丙酰胺钴啉酯高氯酸盐4b-4f],在甲醇溶液中用酸性缓冲溶液处理生成5b-5f.通过测定不同pH的缓冲溶液中的UV-Vis谱,计算了Co-N键的平衡常数,侧链氮原子与中心钴离子配位键的强弱次序为4d＞4f＞4c＞4e＞4b.     

β-环糊精与质子化及非质子化环氧苯乙烷超分子体系的理论研究

采用分子动力学模拟和量子化学计算方法对β-CD-环氧苯乙烷和质子化的β-CD-环氧苯乙烷形成的超分子体系进行了理论研究. 结果表明, 质子化的环氧苯乙烷的苯基朝向β-CD的小口时体系最稳定, 此时主客体的相互吸引作用相对较大; 而对于非质子化的环氧苯乙烷, 虽然其苯基朝向β-CD的大口较稳定, 但由于主客体之间具有较大的排斥能, 最终得到的包结物仍可能以苯基朝向β-CD的小口为主. 电荷密度拓扑分析发现, 当苯基取向β-CD的小口方向时, 质子化以及非质子化的环氧苯乙烷都能与位于β-CD大口边沿的羟基形成氢键. 因此, 环氧苯乙烷在β-CD内相中的定位作用主要得益于诸如氢键以及偶极等较强的分子间相互作用.     

β-环糊精对氨基苯甲酸同分异构体的分子识别作用的研究

采用荧光光谱法系统研究了β-CD对o-, m, p-氨基苯甲酸同分异构体的分子识别作用,详细讨论了介质酸度对包合过程的影响,测定了它们之间形成包合物的包合常数,比较了β-CD对三者的包合能力,提出了相应的包合机理.用一维、二维核磁共振技术对包合部位进行了探讨,并结合分子力学计算以及计算机模拟技术提出了包合物的空间构型.分子力学计算得出的结果与NMR方法所得结果相吻合.     

β-环糊精及其衍生物与氮氧自由基作用的ESR研究

Complexation of 4-azido-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (R₁) and 4-oxybenzenesulfonyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (R₂) with β-cyclodextrin (β-CD) and [2-O-(2-hydroxypropyl)]-β-cyclodextrin(2-HP-β-CD) in aqueous solution have been studied by electron spin resonance (ESR). The isotropic nitrogen hyperfine coupling constants aN and the rotational correlation time τ_C of the radicals change regularly after com-plexing with β-CD and 2-HP-β-CD. The magnitude of change in τ_C is in order: R₁/2-HP-β-CD >R₁/β-CD; R₁/β-CD >R₂/β-CD, R₁/2-HP-β-CD >R₂/2-HP-β-CD.     

(E)-2-苯乙烯基-5-硝基苯磺酸类似物的NMR研究

以两个含(E)-2-苯乙烯基-5-硝基苯磺酸为骨架的类似物为研究对象,利用一维和多种二维核磁共振波谱技术进行分析。通过~1H-NMR谱中反式双键耦合常数~3J=16.8 Hz、16.4 Hz和苯环上邻位、间位氢原子的耦合常数~3J=8.8 Hz、~4J=2.4 Hz,结合~(13)C、135°DEPT、HMQC、HMBC和~1H-~1H COSY谱及苯环上磺酸基、硝基、甲氧基的电子效应确定分子(E)-构型并对分子中碳原子、氢原子的NMR数据进行归属、验证和报道。     

罗丹明B-β-环糊精衍生物探针型主-客体分子相互识别作用的研究

应用光谱法研究了生物大分子探针型主体分子罗丹明B一β-环糊精衍生物与DNA的相互作用及温度对该探针特性的影响.探讨了相应的主体分子与DNA分子相互作用的方式、嵌插作用能力大小以及温度对主体分子含客体分子时的影响．进一步研究了探针型主一客体分子相互识别作用及作用能力的大小．探讨了主一客体分子相互识别作用的机制．