腺嘌呤与肾上腺素相互作用的研究

发布时间：2019-09-24 17:59

【摘要】： 核酸DNA是生物的基本遗传物质,是遗传信息的载体,基因表达的物质基础,对生物演化起着决定性作用,决定着生物的发展方向。腺嘌呤是核酸中发现的两个重要嘌呤之一,它是含有氮原子共轭体系的杂环化合物,在基因表达和基因复制中起着主要作用。肾上腺素是哺乳动物和人类的一种重要的儿茶酚胺类神经传递物质,它控制着神经系统进行一系列生物反应及神经化学过程,肾上腺素也是一种重要的生物分子。研究生物分子间的相互作用是了解生物体系的特异作用和识别机理的基础,研究碱基分子与肾上腺素的相互作用,对于推动生命科学、药物化学、物理化学等学科的发展能起到一定的积极作用。本文用电化学方法研究了腺嘌呤对肾上腺素电化学氧化行为的影响,并用量子化学方法辅以理论指导,对腺嘌呤与肾上腺素形成的氢键复合物进行了探讨。 利用循环伏安法研究了腺嘌呤在盐酸体系、硫酸溶液、磷酸缓冲溶液、B.R.缓冲溶液以及KRPB缓冲溶液中对肾上腺素电子转移性质的影响,实验结果表明:在不同的体系中,腺嘌呤对肾上腺素的氧化行为有不同程度的稳定作用,随着加入的腺嘌呤的比例的增大,使肾上腺素氧化峰电位正移,还原峰电位负移,峰电流减小,即腺嘌呤能在一定程度上抑制肾上腺素的氧化,使得肾上腺素的氧化能力有所降低,并且离子强度的变化也对肾上腺素电氧化反应的可逆性表现出一定的影响作用。此外还运用循环伏安法和交流阻抗法研究了在恒定离子强度的不同pH值的盐酸溶液中腺嘌呤对肾上腺素电氧化行为的影响。实验结果表明:在不同pH值条件下腺嘌呤对肾上腺素的作用能力有所不同,随着溶液pH值的增大,腺嘌呤对肾上腺素电子转移的抑制作用增大,肾上腺素发生氧化的能力也随之降低,说明腺嘌呤与肾上腺素相互作用的能力随着溶液pH值的增大而增大。 采用密度泛函理论方法系统地研究了腺嘌呤和质子化的肾上腺素单体之间的氢键作用。腺嘌呤环上的氮原子常处于氨基(-NH2)状态,只有极少数处于亚氨基(=NH)状态,用量子化学方法优化了腺嘌呤的胺式结构的几何构型,它的胺式结构能与肾上腺素形成1:1氢键复合物,在B3LYP/6-31+G(d)基组水平上,对它们形成的复合物进行几何构型优化,得到17种稳定的氢键复合物,并且获得了相应的结合能、键长、键角等参数。计算结果表明:氢键的形成对肾上腺素的羟基起到了保护作用,使其苯环上相邻的羟基上的H难以脱去,降低了体系的能量,增加了肾上腺素的稳定性,在一定程度上抑制了肾上腺素的氧化,从理论上解释了实验中腺嘌呤对肾上腺素的电氧化行为有一定的影响的现象。
【图文】：

只有极少数处于亚氨基(=NH)状态，，相对于腺嗓吟与肾上腺素在酸性条件下的相互作用的伏安特性，我们优化了胺式结构的腺嚓吟与质子化的肾上腺素结合的不同构型。图4.17即为在B3LYp/6一 31+G(d)水平上优化的气相中质子化的肾上腺素(Ep『)及腺嗓吟分子(Adeulne)的结构，图4.18为两者形成的其中17种1:1氢键复合物的结构，在这些复合物中肾上腺素的有关键长参数列于表4.2中，形成的氢键参数和复合物的结合能列于表4中(其中RNA…HE为肾上腺素的H与腺嗓吟上的N形成的氢键键长，艺NAHENE为相应的氢键键角。RoE…队，艺N迢EOE，艺NAHAOE同理可知其含义。Ein:为复合物的结合能，Eint(eP)、Eint(zP二)分别为经Cp和zpvE校正后的结合能

图4.18气相中腺嗦岭分子与肾上腺素形成的复合物的优化结构F堪.4.18TheoPt加七姆dg即Ine州.of场eA-EPcomPlelesingasPhase振动光谱是研究氢原子团的重要试验工具之一，因此对简谐振动频率的理论计算有意义的。表4.4中给出了在B3LYP/6一31玲(d)基组水平上计算得到的质子化的肾上腺嗓吟以及17种稳定的氢键复合物的部分谐振频率以及红外强度。
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R341

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本文编号：2540976