析生物无机化学研究进展

时间:2017-08-05 论文范文 我要投稿


  论文摘要:本文主要叙述了生物无机化学的研究进展。主要从对含有微量元素的蛋白的突变、结构及性质的研究;酶的模拟;无机药物化学;金属元素中毒的研究等四个方面来介绍现在生物无机化学的进展。

  论文关键词:生物无机化学;蛋白质;螯合剂;酶;无机药物化学
  
  生物无机化学是无机化学和生物化学交叉的领域。它的任务是研究金属与生物配体之间的相互作用,它有赖于无机化学和生物化学两门学科水平的发展。由于研究方法的进展,使得揭示生命过程中的生物无机化学成为可能。生物无机化学主要分为两部分:一是研究生物体本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素对机体的影响。

  一、研究生物体本身微量元素的作用

  (一)含有微量元素的蛋白的研究
  含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象,做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物,与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性,但却有其他的重要功能。现在的研究在于发现新的蛋白,确定其结构、性质。
  现在热门的蛋白有蛋白,因为蛋白是在体内存在和发挥生物功能的主要形式。的作用,主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面,但结论不统一。现在主要在探索新的蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富灵芝中获得了一种新的含蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其含量间的关系。研究发现该蛋白的抗氧化活性与其含量具有相关性。
  另外,也有对细胞色素进行研究。如官墨蓝等对细胞色素b5的突变体做了研究。为了深入了解细胞色素b5的64位氨基酸对血红素辅基微环境及蛋白性质的影响,对细胞色素b5第64位氨基酸残基进行保守性和非保守性突变。研究表明,细胞色素b5第64位氨基酸残基对稳定血红素辅基和维持蛋白的结构有重要的作用,在64位引入其他氨基酸残基使蛋白结构不太稳定。
  (二)酶的模拟
  酶的模拟就是从酶中挑选出起主导作用的因素来设计合成一些能表现生物功能的、比天然酶简单得多的非蛋白分子,通过研究它们来模拟酶的催化过程,找到控制生化过程的因素,从而得到更好的催化剂。
  如酶的研究。通过对酶结构与功能的模拟,人们不仅可以了解酶结构与功能的关系,还可以进一步开发与酶相关的药物。对于酶的合成主要有三种方法,一是对酶进行化学模拟,二是对酶进行化学修饰,三是用基因工程方法生产含酶。对酶化学模拟主要集中在酶活性中心催化三联体Se-N的相互作用的模拟中。在这个方面主要有合成含有Se-N键的酶模拟物和在原子的附近引入氮原子,用分子内的螯合作用间接形成分子内螯合物,达到Se-N键的作用。对酶化学修饰主要方面有:1、将天然酶改造为含酶;2、设计含生物印迹酶;3、设计含抗体酶。蛋白模拟物在理解酶的生化作用中起着非常重要的作用。蛋白模拟物在抗氧化、抗癌及抗滤过性病原体等范围具有治疗潜能。
  又如刘海洋等对核酸酶的化学模拟。核酸酶的化学模拟对于生物技术和分子生物学研究具有重要意义,Corrole是具有共电子结构的大环化合物,其结构上导致其配位化学行为易与金属形成配合物,其形成的配合物在许多反应中均有催化活性。该科研组研究了单羟基Corrole锰配合物对DNA的催化氧化断裂作用。结果表明,锰Corrole配合物可催化DNA的氧化断裂,而且断裂程度随着反应时间的增加而增加。宋玉民等研究了全反式维甲酸合钇配合物对DNA的切割和键合作用。实验表明,该配合物在生理条件下比配体和金属离子能更有效地切割质粒DNA。岳蕾等研究了铬配合物切割DNA的活性。研究表明,在H2O2存在条件下,Cr的配合物[Cr(bzimpy)2]+具有氧化切割DNA的活性,但被切割的DNA可被大肠杆菌修复。
  对于固氮酶模拟的报道比较多。模拟固氮酶的目的主要是在温和的条件下将空气中的氮分子转化成有机化合物,从而加以利用。对固氮酶的活性中心模拟主要是钼铁硫原子簇,另外还有钼-硫醇等等的研究报道。

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