杯8磺酸钠对血红蛋白的相互作用.pdf

杯[8]磺酸钠对血红蛋白的相互作用 陈铭，刁国茁 (扬州大学化学化工学院，江苏，扬州，225002) 血红蛋白是生物体内一类重要蛋白，由于对其结构已有较清楚的认识，因此常被选 作探讨生物大分子的电化学行为的模型分子。由于血红蛋白分子空间结构庞大，电活性 中心深埋于肽链之中，另一方面因为它在电极表面强烈吸附造成电极的钝化，应此它在 电极上的电子转移速度很慢，得不到有效的电流响应。因此人们借助电子媒介体、促进 剂和特殊电极材料来加速Hb的电子传递速度【l，2】。 血红蛋白在裸玻碳电极上没有响应，观察不到氧化还原峰…。但是用玻碳电极在含 有Hb的水溶液中进行循环伏安的扫描仍能观察到一个还原峰，没有相应的氧化峰(图la)， 对溶液通N2进行除氧处理，原来的还原峰消失了(图lb)，由此判断在没有除氧的情况下 产生的还原峰可能是02的还原峰。为了进行对比我们对空白溶液进行了扫描，发现用玻 碳电极在空白溶液中仍然存在一个不可逆的还原峰(图1c)，由此可以推断在血红蛋白溶 液中测得的还原峰就是02的还原峰。但是。在血红蛋白溶液中测得峰电流明显高于空白 溶液的峰电流，这是由于血红蛋白对02还原有催化作用。其机理是：由于所用血红蛋白 主要是高铁血红蛋白(mefflb)，其中只含有三价的铁离子，当进行循环伏安扫描时，三 价Fe“首先被还原成Fe“，二价铁离子对02有结合作用，由于Hb的扩散速度大于02分子 在水中的扩散速度，因此当有Hb存在时，02的还原峰电流就会增大。 在血红蛋白溶液中加入B．CD后，峰电流和峰电位几乎没有发生变化，说明B．CD 与Hb的相互作用只发生在蛋白的表面，对电活性中心血红素并没有产生影响，也就是说 没有影响N--价铁离子对02有结台作用，没有破坏蛋白的结构，这与我们用光谱法得到 的结论是一致的。 在Hb的水溶液中加入杯【8J磺酸钠后，进行单圈扫描，其还原峰电流在逐渐下降(图 97 2)，这可能是由于杯[8】磺酸根显负电性，它与血红蛋白分子中血红素中的三价铁离子通 过静电作用与杯【8】磺酸根进行配位，当三价Fe“首先被还原成Fe“，二价铁离子不在能够 与02进行结合，所以也就不能起到催化作用，导致峰电流下降。当通N2进行除氧后再 进行扫描时，如图3所示发现在．0．37V处出现一个小的还原峰，而氧化峰不明显，这可 能是由于杯【8】磺酸根与Hb分子中血红素中的三价铁离子通过静电吸引，使得电活性的 血红素从疏水性的空腔中裸露出来，由于电活性中心的裸露，玻碳电极才能检测到它， 随着杯[8】磺酸钠浓度的增大，还原峰电流也是逐渐增大，说明电活性中心进一步裸露出 来，加速蛋白质活性中心和电极表面间的电子传递反应，使得电流增大。 图2、杯【8】磺酸钠浓度a、0；b、1．2．5X 图3、在上述溶液中分别通N215rain后测的循环伏安曲线 苏省高校青蓝工程学术带头人基金资助+特此感谢． 参考文献： 1．金松子，王韬，张春煦等，纪学学橱2002．60(7)：1269 2．王全林，杨宝军，吕功煊，席警学寝绍学蝴，2003．24(9)：1561 98