二茂铁-氨基酸衍生物的合成、电化学性质及与蛋白质的相互作用研究

摘要

以二茂铁为起始原料，经多步合成得到两种目标产物：(1)不对称桥联双二茂铁脲衍生物(化合物9，MeOOC-Fc-NH-CO-NH-Fc-CO-NI-I-(CH2)2-S-S-(CH2)2-NH2，产率为39.2％)，(Fc代表二茂铁)；(2)二茂铁-三肽(化合物12，Me-OOC-Fc-Arg-Pro-Gly-NHBoc，简称：Fc-RPG：产率为30.6％)。并以红外光谱(IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、核磁共振(NMR)、以及质谱(MS)等方法对合成中各步产物进行了表征。 由于二茂铁具有良好的电化学性能，采用循环伏安法对目标产物之-(化合物9)的电子迁移特性进行了研究。结果表明两个二茂铁之间通过脲键传递电子，从而使两个二茂铁基团分别被氧化，两者氧化电位差△Eo0为181 mV，稳定常数Kc为1145。相对于对称的二茂铁脲△Eo0=140 mV，Kc=207，该不对称结构分子中两个二茂铁之间电子的相互作用增强。 此外，二茂铁衍生物具有良好的生物(理)活性。本研究选择牛血清蛋白(BSA)和β-淀粉样肽(Ap)为研究对象。并利用三肽RPG可通过氢键与蛋白质(如BSA)结合的性质，采用电化学、紫外-可见吸收光谱及荧光光谱等方法研究了近生理条件下Fc-RPG与牛血清蛋白(BSA)的相互作用。电化学实验结果表明：Fc-RPG与BSA间存在相互作用。反应结合位点数为1.21，结合常数为6.48×103L·mol-1。与电化学结果相比，荧光光谱法实验结果表明，Fc-RPG与BSA间相互作用为静态猝灭过程，反应结合位点数为0.82，结合常数为5.18×103 L·mol-1。同时，通过电化学、原子力显微镜研究了近生理条件下Fc-RPG与Ap的相互作用及形态变化情况。结果表明，Fc-RPG可以阻止Aβ形成纤维，它们之间存在相互作用，Fc-RPG可以阻止Aβ的沉积。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1二茂铁及其衍生物

1.1.1二茂铁衍生物的电化学性质及其应用

1.1.2二茂铁衍生物的生物(理)活性

1.2多肽

1.2.1多肽研究进展

1.2.2多肽合成基本原理

1.2.3多肽的应用

1.3血清蛋白

1.4β-淀粉样蛋白

1.5蛋白与多肽相互作用

1.5.1相互作用的研究方法

1.5.2相互作用的结合常数和结合位点数的确定

1.6本论文的选题思路

第二章不对称双二茂铁脲-胱胺的合成及电子传递性质

2.1引言

2.2主要仪器设备与试剂

2.3实验方法

2.3.1化合物的表征方法

2.3.2电化学实验

2.3.3柱色谱法

2.4合成部分实验路线设计

2.4.1实验合成路线

2.4.2 1，1′-二茂铁二甲酸甲酯(4)的合成

2.4.3 1′-甲酸甲酯-1-甲酸二茂铁(5)的合成

2.4.4 1′-甲酸甲酯-1-叠氮羰基二茂铁(6)的合成

2.4.5 MeOOC-Fc-NH-CO-NH-Fc-COOMe(7)的合成

2.4.6 MeOOC-Fc-NH-CO-NH-Fc-COOH(8)的合成

2.4.7 MeOOC-Fc-NH-CO-NH-Fc-CO-NH-(CH2)2-S-S-(CH2)2-NH2(9)的合成

2.5结果与讨论

2.5.1产物鉴定、提纯分析

2.5.2化合物的表征

2.5.3电化学性质

2.6 小结

第三章Fc-Arg(NO2)-Pro-Gly-NHBoc的合成及其与蛋白质的相互作用

3.1引言

3.2主要试剂及仪器设备

3.3实验方法及其化合物的各步产物的分离方法简介

3.3.1化合物的表征方法及柱色谱法

3.3.2紫外-可见吸收光谱及其荧光光谱

3.3.3电化学方法

3.3.4原子力显微镜(AFM)测试

3.4目标产物的合成

3.4.1合成路线

3.4.2叔丁基氧-1′-甲酸甲酯-1-氨基二茂铁的合成(7a)

3.4.3 1′-甲酸甲酯-1-氨基二茂铁的合成(7b)

3.4.4二肽NHBoc-Gly-Pro-OMe的合成

3.4.5 Fc-Arg(NO2)-NH2(10a)的合成

3.4.6 Fc-Arg(NO2)-Pro-Gly-NHBoc(12)的合成

3.5结果与讨论

3.5.1产物鉴定、提纯分析方法

3.5.2目标化合物的表征

3.5.3目标化合物与BSA的相互作用

3.5.4目标化合物与Aβ的相互作用

3.6 小结

第四章总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要的研究成果