金属蛋白酶及金属离子与黄酮抑制剂反应机理的理论研究

发布时间：2018-02-24 07:43

本文关键词： 铜胺氧化酶酪氨酸酶密度泛函理论黄酮类化合物　出处：《鲁东大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：作为生物体内起催化剂作用的生物有机大分子,酶对生物体的各项生命活动有着至关重要的作用,是生物体不可或缺的关键物质之一。金属蛋白酶是一种含有一种或几种金属活性中心的特殊蛋白酶,在生物体内催化和转运方面起着独一无二的作用。本文主要研究了两种应用广泛和结构独特的金属蛋白酶,铜胺氧化酶和酪氨酸酶。铜胺氧化酶主要参与生物体内活性胺的分解与调节,成为了伯胺的代谢中必不可少的关键物质。通过研究乙二胺与铜胺氧化酶的活性中心反应的反应过程,揭示了该反应的反应机理。除此之外,进一步研究了该酶中必不可少的辅因子-TPQ的合成过程。酪氨酸酶主要负责动物体内早期黑色素形成的过程,是动植物体内发挥重要作用的金属蛋白酶。对于酪氨酸酶的研究,本文着重分析了酪氨酸酶存在的三种氧化态形式,还原态酪氨酸酶(M-Tyr)、氧化态酪氨酸酶(O-Tyr)和脱氧态酪氨酸酶(D-Tyr)的结构特点,以及单酚酶活性反应过程的反应机理研究,以期找到相关的抑制剂,更好地应用于化妆品行业、医学等领域。黄酮类金属化合物具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗凝血等活性。近年来,新的黄酮类化合物-金属配合物在各个领域的应用,促进了这些化合物的合成和表征。复合物的种类取决于黄酮化合物的种类和金属的不同以及他们之间产生的相互作用。因此,本文对三种相关黄酮类衍生物与几种不同的金属离子配位时生成的配合物进行了结构和性质的研究。论文主要研究内容如下:第一章主要介绍了本文进行理论研究所需要的主要计算相关理论和计算方法的背景。此外,本章节介绍了金属蛋白酶领域的研究概述,着重介绍了铜胺氧化酶和酪氨酸酶的相关结构和应用概述。第二章采用密度泛函方法研究了铜胺氧化酶活性中心TPQ氧化乙二胺的反应机理和TPQ合成过程的相关反应机理,两个反应过程通过计算分别得到了多个中间体以及过渡态,并通过分析各驻点的主要构型参数如键长、键角、电荷等在反应过程中的变化情况,得到各步反应发生所需的活化能,最终确定反应过程最合理的反应路径。第三章运用密度泛函理论研究了三种氧化形式酪氨酸酶的结构特点,经理论计算得到了三种状态还原态酪氨酸酶(M-Tyr)、氧化态酪氨酸酶(O-Tyr)和脱氧态酪氨酸酶(D-Tyr)的最优空间构型,并通过分析它们主要构型参数如键长、键角、电荷等,揭示了它们之间的区别与联系,以及相关性质。此外,还计算了氧化态酪氨酸酶的单酚酶活性反应过程的反应机理,得到了过渡态、中间体及相关能量性质。第四章研究了三种黄酮金属配合物(Nar)2M、(Nar)(Phe)M、(Imna)M的结构特点与配位性质。当活性中心分别为Cu2+、Zn2+、Mg2+、Al3+四种金属离子时,通过对配合物的构型、电荷、前线分子轨道的计算分析,发现(Nar)2与金属Zn2+配位时,结构最稳定,而与Cu2+配位时,其化学性质最活泼;(Nar)(Phe)与金属Cu2+结合时,结构最稳定,而与金属Al3+配位时化学性质最活泼;(Imna)与金属Mg2+配位时,结构更加稳定,与金属Al3+配位时更加活泼。第五章是对本文计算得到的结论的相关概括总结,并且对下一步工作内容做了计划与展望。
[Abstract]:In this paper , the mechanism of synthesis and characterization of these compounds is studied by studying the reaction mechanism and the reaction mechanism of the reaction between the two kinds of active amines in the animal and plant . The main research contents are as follows : Chapter 1 is mainly responsible for the synthesis and characterization of the active amines in the animal . In this paper , when ( Nar ) 2 is in coordination with Cu ~ ( 2 + ) , the structure is most stable when it is coordinated with Cu ~ ( 2 + ) . The structure is most stable when it is coordinated with Cu ~ ( 2 + ) . ( Imna ) is more active than metal ~ ( 3 + ) .

【学位授予单位】：鲁东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O629.8

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