血红素蛋白质、血红素及原卟啉IX的电化学行为研究

摘要

血红素蛋白质是一类以血红素为辅基的重要蛋白质，同很多生命现象密切相关，在生命体的诸多生命过程中发挥着重要的作用，如细胞色素c的电子传递，血红蛋白的储存和运输氧等。血红素蛋白质的定性定量分析是生命科学中经常涉及的内容，也是临床检验中诊断疾病和检验治疗效果的重要指标。血红素是卟啉类化合物的典型代表，作为一类天然的红色色素和铁卟啉，血红素在食品加工及铁缺乏症治疗等方面发挥着显著的作用。原卟啉IX是血红素的重要组成部分，其含量的测定对卟啉类疾病的预防和治疗具有重要的临床意义。
　　 本论文采用单扫描极谱法对血红素蛋白质进行深入研究，建立了一种可对血红素蛋白质进行有效鉴别和检测的新型电分析方法。该方法是基于其血红素辅基在羟胺存在下于电极表面定量转变为汞卟啉IX基团，进而发生还原而建立起来的。方法选择性好、灵敏度高。论文同时对血红素和原卟啉IX的电化学行为进行了较为详细的研究，建立了检测相应物质的新型电分析方法。
　　 论文研究工作分为三部分，主要内容如下：
　　 1. 血红素蛋白质在滴汞电极表面的一个新化学反应。在pH 9.6的NaHCO3-Na2CO3与羟胺介质中，细胞色素c及其他血红素蛋白质于- 0.89 V(vs. SCE)附近可得到一灵敏还原波，其二阶导数波高与血红素蛋白质在一定浓度范围内呈良好的线性关系。不含血红素辅基的蛋白质在该底液中不产生该峰。机理研究表明：该还原峰是由与滴汞电极表面氧化的汞离子有关的一个特殊化学反应引起的，且该化学反应只有在羟胺存在前提下才能发生。该方法选择性好、灵敏度佳，可用于血红素蛋白质的定性定量分析，这为生命科学领域对该类蛋白质的深入研究提供了一种新的途径。
　　 2. 盐酸羟胺存在下氯化血红素的灵敏极谱还原波。氯化血红素在pH 9.7的碳酸盐与盐酸羟胺底液中于- 0.89V (vs. SCE) 附近产生一新的灵敏还原峰，二阶导数波高与其浓度在7.7×10-9 ~ 3.1×10-6mol·L-1范围内呈线性关系，r = 0.998，检测限为3.8×10-9 mol·L-1。探讨了该极谱波的产生机理，结果表明，电极表面生成的汞离子在羟胺共存时能取代血红素中心金属离子铁生成汞卟啉IX化合物，该化合物还原形成峰P。其中羟胺对取代反应的发生起着关键作用。非铁卟啉化合物不产生该峰。通过对体系电毛细管曲线等研究，证实该波为一具有吸附性质的不可逆还原波。
　　 3. 原卟啉IX的单扫描极谱法测定。在NaHCO3 - Na2CO3(pH = 9.6)的缓冲溶液中原卟啉IX于- 1.06V(vs.SCE)产生一灵敏还原波，该波一阶导数波高与原卟啉IX浓度在3.6×10-7～5.3×10-5mol·L-1范围内有良好的线性关系(r = 0.998)，检测限达8.9×10-8 mol·L-1。方法简便灵敏，运用该法对人尿样中原卟啉含量进行加标回收测定，结果令人满意。