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水杨酸系列铬配合物合成及其性质研究 【摘要】：铬()是哺乳动物体内维持糖代谢、脂代谢平衡的重要微量元素。已有研究表明，铬()能增强胰岛素的作用，在有外加胰岛素时能刺激细胞对葡萄糖的摄取。临床医学研究表明，给糖尿病人补充适量铬配合物能增强胰岛素作用，缓解人体受损的葡萄糖耐量，血糖水平降低，血清胆固醇下降。细胞铬是通过增强“胰岛素受体”酪氨酸激酶活性而敏化了胰岛素信号。营养或药理学补充铬有助于降低患型糖尿病的危险。要彻底解释铬的生理作用机制，还有许多基本问题没有解决，如生理条件下铬的存在形式是什么?铬在血液中各蛋白质分子间是如何交换的?铬的运输是否具有专一性?铬化合物如何跨细胞膜，其结构与活性间的关系是什么?距离理解铬的生物化学及其分子机制还有很大距离。本论文以合成水杨酸系列铬()配合物为出发点，在明晰其基本理化性质的基础上，探讨了铬()配合物与人血清白蛋白和转铁蛋白结合的热力学和动力学性质，研究了由转铁蛋白受体介导的细胞内吞过程吸收铬()的作用机制，由铬()配合物对pBR322DNA、血清蛋白质的断裂实验考察了铬()配合物的毒性。主要内容如下：第一章综述。本章阐述了有关铬()的生物功能研究的必威体育精装版进展。对哺乳动物来说铬是一种重要的微量元素，是维持体内正常的糖代谢和脂代谢所必需的。但是，从分子水平评价铬的生物功能仍然是目前生物化学家面临的主要挑战之一。第二章水杨酸系列铬配合物的合成及表征。一个世纪以前，高剂量的水杨酸盐被用来减轻型糖尿病的症状。早已证明水杨酸是蛋白质酪氨酸磷酸酯酶PTP1B酶的弱的抑制剂，抑制浓度为19．4mmol·L~(-1)。近来，许多实验室报道了包含两个水杨酸单体的聚合类物质是PTP酶潜在的抑制剂。在老鼠模型中，甲基水杨酸衍生物被证明有减肥效应，能降低血液甘油三酸脂、胆固醇和脂肪酸的浓度。本章选择水杨酸及其衍生物作为配体与铬()发生化合反应，生成系列新的铬()化合物，如[Cr()(SA)(en)_2]Cl、Cr()(SSA)(en)_2、[Cr()(4-ASA)(en)_2]Cl、[Cr()(HNA)(en)_2]Cl、[Cr_2(CH_2SA_2)(en)_4]Cl_2和[Cr_2(CH_2NSA_2)(en)_4]Cl_2等，(en=ethylenediamine，SA=salicylicacid，SSA=5-sulfosalicylicacid，4-ASA=4-aminosalicylicacid，HNA=3-Hydroxy-2-naphthoicacid，CH_2NSA=4，4’-Methylenebis(3-Hydroxy-2-naphthoicacid)。通过元素分析、荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、电导率测定、X-射线晶体衍射等方法对配合物结构进行了表征。结果表明，铬与来自水杨酸的羧基氧、酚羟基氧和两个乙二氨配体上的四个氮原子配位，形成六配位八面体结构。水杨酸在配位前后光谱变化十分明显：配位后特征紫外吸收峰由298nm红移至326nm；水杨酸在410nm处具有强的荧光发射峰，配位后荧光发射峰基本消失。较大的光谱变化有助于对配合物的反应性等进行光谱跟踪。第三章水杨酸系列铬配合物的理化性质研究。六配位八面体结构铬()配合物通常比较稳定，属于惰性配合物。其光化学反应性是无机化学等领域的重要研究方向。本章利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、电导率测定、pH测定、电喷雾质谱等方法研究了所合成的铬配合物的理化性质，包括配合物的热稳定性、酸碱稳定性、光稳定性等，重点是光照条件下配合物溶液的变化。研究表明，配合物在常温下，中性溶液中稳定，在酸性溶液中缓慢分解；在光照条件下易发生光化学反应，乙二胺分子会因质子化而被两个水分子取代，最终形成由水分子桥连的多核铬-水杨酸聚合物。利用配合物及其光照产物分别与EDTA的动力学竞争反应和配合物对双氧水的稳定性实验，表明铬配合物经光化学反应后稳定性降低。第四章铬()配合物与人血清白蛋白的相互作用。血清白蛋白为不含糖的单肽链蛋白质，等电点为4．6，由585个氨基酸残基组成，分子量为66500。作为血清中含量最高的蛋白质，它对保持血压、小分子化合物的输运、调节等起重要的作用。因此，血清白蛋白可与许多底物结合，如金属离子(Cu~(2+)、Ca~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+))、脂肪酸、氨基酸、激素、药物等。研究铬配合物与人血清白蛋白的作用对营养铬的生物存在形式、作用机理具有重要意义。本章利用荧光光谱研究了四种铬()配合物与人血清白蛋白的作用。这些配合物均淬灭人血清白蛋白色氨酸残基的荧光。根据荧光淬灭理论，分别求取了[Cr(SA)(en)_2]Cl、[Cr(4-ASA)(en)_2]Cl、[Cr(SSA)(en)_2]、[Cr(HNA)(en)_2]Cl与蛋白的结合常数，分别为8