金属-萘环氨基多羧酸配合物与HSA相互作用及相关配合物的合成和结构研究

发布时间：2017-08-22 22:20

  本文关键词：金属-萘环氨基多羧酸配合物与HSA相互作用及相关配合物的合成和结构研究

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【摘要】：肿瘤是危害人类健康的第一杀手,抗肿瘤药物的研制一直是生命科学家们探索的焦点。近些年来,过渡金属与稀土金属的配合物因它们特殊的生物活性被广泛地应用在抗肿瘤药物的研制领域。众所周知,配合物的性质不仅仅取决于中心金属的理化活性,还同样取决于配体的组成结构与特性。合成具有多功能性的有机配体是研发新型金属配合物的第一步。氨基酸是组成蛋白质的基本单元也是人体内非常重要的化合物。结构不同的氨基酸可以组成生化活性不同的蛋白质。氨基多羧酸配体除了拥有氨基酸配体的众多优点外,由于其自身的配位原子较多因此它还是良好的金属螯合剂。值得注意的是,含有芳环或杂环,结构复杂的氨基多羧酸配体可以增强配合物的光敏度,而含有特异性基团并结构复杂的氨基多羧酸配体可以用作为分子靶向药物的载体。因此在多种领域上,含有多种官能团的新型氨基多羧酸配体是具有应用潜能的配体候选。同时,对于新型配合物的合成及其与蛋白质分子相互作用的研究也一直都是生物分子学、分析化学、医药学等领域中备受关注的焦点。本文设计并合成了两种含有萘环的N,N'-双(萘亚甲基)-1,2-乙二胺-N,N'-二乙酸(H2edta-naph)和N,N"-双(萘亚甲基)-1,3-乙二烯三胺-N,N',N"-三乙酸(H3dtpa-naph)氨基多羧酸配体。同时配制了H2edta-naph的铜配合物(Cu-edta-naph)溶液,H3dtpa-naph的三种稀土金属配合物(Eu-dtpa-naph, Gd-dtpa-naph和Tb-dtpa-naph)溶液。本论文以这四种新型配合物为研究对象,以人血清蛋白(HSA)作为靶向分子来探究它们与HSA之间的相互作用以及相互作用机制。本文还选取十齿的三乙四胺六乙酸(H6ttha)和八齿的乙二醇二乙醚二胺四乙酸(H4egta)为配体合成了两种新型钕配合物((enH2)1.5[NdⅢ(ttha)]·5H2O和(enH2)[NdⅢ(egta)H2O]2·6H2O),并对比分析了它们的分子结构、配位结构及晶体结构。论文分为以下三个部分：1.第一部分合成了一种含有萘环的氨基多羧酸化合物(H2edta-naph),同时制备了它的铜配合物(Cu-edta-naph)溶液。本节还研究了铜配合物(Cu-edta-naph)与HSA之间的相互作用,并分析了相互作用的作用机制。由计算出的一系列相关系数可知,铜配合物(Cu-edta-naph)对HSA分子的猝灭机制是静态猝灭。同步光谱进一步分析了铜配合物(Cu-edta-naph)与HSA分子中的两个发荧光基团(酪氨酸和色氨酸残基)间的相互作用情况。应用圆二色光谱(CD光谱)分析铜配合物(Cu-edta-naph)溶液对HSA分子的二级构型是否有一定的影响或者是否可以破坏HSA分子的双螺旋结构。2.第二部分合成了一种含有萘环的氨基多羧酸化合物(H3dtpa-naph),同时制备了它的相应配合物(Eu-dtpa-naph, Gd-dtpa-naph和Tb-dtpa-naph)溶液。本节还探索了这三种配合物分别与HSA之间的相互作用情况,相互作用后得到的溶液对HSA分子的固有的荧光光谱的强度的影响。由计算出的三个体系的KA(结合常数)和Kq(速率常数)等相关系数可知,这三种稀土金属配合物对HSA分子的猝灭机制是静态猝灭机制。通过对比这三个体系的一系列相关系数及荧光猝灭图,来分析EuⅢ, GdⅢ和TbIlⅢ配合物与HSA分子的相互作用的作用结果是否相似还是有何不同。同步光谱进一步分析了EuⅢ, GdⅢ和TbⅢ配合物分别与HSA分子中的两个发荧光基团(酪氨酸和色氨酸残基)间的相互作用情况。另外,我们也利用荧光光谱法,分析了随着HSA溶液的加入是否也会对EuⅢ,GdⅢ和TbⅢ配合物溶液自身的荧光光谱有一定的影响。3.第三部分合成了新型钕配合物((enH_2)_(1.5)[NdⅢ(ttha)]·5H_2O和(enH_2)[NdⅢ(egta)H_2O]_2·6H_2O)通过红外光谱与热重图谱的分析确定了(enH_2)_(1.5)[NdⅢ(ttha)]·5H_2O和(enH_2)[NdⅢ(egta)H_2O]_2·6H_2O的存在。通过单晶X-衍射技术分析了(enH_2)_(1.5)[NdⅢ(ttha)]·5H_2O和(enH_2)[NdⅢ(egta)H_2O]_2·6H_2O的分子结构、配位结构和晶体结构。由于拥有不同结构的配体,使得(enH2)1.5[NdⅢ(ttha)]·5H2O和(enH2)[NdⅢ(egta)H2O]2·6H2O的配位结构和晶体结构等方面存在明显的差异。(enH2)1.5[NdⅢ(ttha)]·5H2O采取了单核十配位的双冒四方反棱柱(BMC-SAP)构型, 且属于三斜晶系,P-1空间群。而(enH2)[NdⅢ(egta)H2O]2·6H2采取了单核九配位的单冒四方反棱柱(MC-SAP)构型,且属于单斜晶系,P2(1)/C空间群。综上所述,希望通过以上研究为未来过渡金属或稀土金属抗肿瘤药物的设计合成及其与人血清蛋白的作用方面提供一些可以参考的信息。同样为未来新型核磁造影剂的研发与应用等方面提供有价值的参考。这两种含有萘环的氨基多羧酸化合物无论作为吸光系数较高的荧光探针或者具有抗肿瘤活性的药物都有潜在的应用价值。
【关键词】：萘环氨基多羧酸化合物 配合物 人血清蛋白 相互作用 结构分析
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-15
• 引言15-23
• 0.1 金属配合物的应用与研究进展15-18
• 0.1.1 金属配合物在医药学领域的应用15-17
• 0.1.2 金属配合物在光学领域的应用17-18
• 0.2 本论文的研究目的与意义18-21
• 0.3 本论文的选题意义和主要研究内容21-23
• 第1章 H_2edta-naph的合成及Cu-edta-naph配合物与HSA的相互作用23-39
• 1.1 研究介绍23-24
• 1.2 实验部分24-27
• 1.2.1 试剂与药品24
• 1.2.2 仪器与设备24
• 1.2.3 化合物H_2edta-naph的合成24-26
• 1.2.4 Cu-edta-naph配合物溶液的制备26
• 1.2.5 Cu-edta-naph配合物与HSA的结合参数的测定26-27
• 1.2.6 HSA+Cu-edta-naph配合物溶液的同步荧光光谱的测定27
• 1.3 结果与讨论27-37
• 1.3.1 配体(H_2edta-naph)的结构描述27
• 1.3.2 Cu-edta-naph配合物溶液的紫外光谱27-28
• 1.3.3 Cu-edta-naph与HSA的相互作用28-37
• 1.4 小结37-39
• 第2章 H_3dtpa-naph的合成及Eu,Gd和Tb配合物与HSA的相互作用39-56
• 2.1 研究介绍39
• 2.2 实验部分39-43
• 2.2.1 试剂与药品39-40
• 2.2.2 仪器与设备40
• 2.2.3 化合物H3dtpa-naph的合成40-42
• 2.2.4 Eu~Ⅲ,Gd~Ⅲ和Tb~Ⅲ配合物溶液的制备42
• 2.2.5 Eu~Ⅲ,Gd~Ⅲ和Tb~Ⅲ配合物与HSA的结合参数的测定42-43
• 2.2.6 HSA与三种配合物溶液的同步荧光光谱的测定43
• 2.3 结果与讨论43-55
• 2.3.1 Eu~Ⅲ,Gd~Ⅲ和Tb~Ⅲ配合物的结构描述43-44
• 2.3.2 Eu~Ⅲ,Gd~Ⅲ和Tb~Ⅲ配合物溶液的紫外光谱44-45
• 2.3.3 Eu~Ⅲ,Gd~Ⅲ和Tb~Ⅲ配合物与HSA的相互作用45-55
• 2.4 小结55-56
• 第3章 Nd~Ⅲ-H_6ttha和Nd~Ⅲ-H_4egta配合物的合成及其结构研究56-73
• 3.1 研究介绍56-57
• 3.2 实验部分57-61
• 3.2.1 试剂与药品57
• 3.2.2 仪器及设备57
• 3.2.3 配合物的合成57-58
• 3.2.4 红外光谱测定58
• 3.2.5 热重图谱的测定58
• 3.2.6 单晶X-射线衍射分析配合物晶体58-61
• 3.3 结果与讨论61-71
• 3.3.1 (enH_2)_(1.5)Nd~Ⅲ(ttha)]·5H_2O的红外光谱61-62
• 3.3.2 (enH_2)_(1.5)[Nd~Ⅲ(ttha)].5H_2O的热重62
• 3.3.3 (enH_2)_(1.5)[Nd~Ⅲ(ttha)]·5H_2O的分子结构与晶体结构62-66
• 3.3.4 (enH_2)[Nd~Ⅲ(egta)H_2O]2·6H_2O的红外光谱66-67
• 3.3.5 (enH_2)[Nd~Ⅲ(egta)H_2O]2-6H_2O的热重67-68
• 3.3.6 (enH_2)[Nd~Ⅲ(egta)H_2O]_2·6H_2O的分子结构与晶体结构68-71
• 3.4 小结71-72
• 3.5 补充材料72-73
• 第4章 结论73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-82
• 攻读学位期间发表的学术论文82

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本文编号：721376