彭玉苓 王樹軍郭玉明

(廊坊師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，廊坊 065000)

新型尾式卟啉的合成及與人血清白蛋白的相互作用

彭玉苓 王樹軍＊郭玉明

(廊坊師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，廊坊 065000)

合成了未見文獻(xiàn)報(bào)道煙酸分子修飾的自由卟啉o-(niacin)C4O-TPP、p-(niacin)C4O-TPP及鋅配合物o-(niacin)C4O-TPPZn、p-(niacin)C4O-TPPZn。通過元素分析、紫外-可見光譜、核磁共振氫譜、紅外光譜等多種譜圖對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。為模擬金屬卟啉的生物功能，采用熒光光譜滴定法測定了金屬鋅卟啉與人血清白蛋白(HSA)相互作用的光譜性質(zhì)。按照Stern-Volmer方程、Lineweaver-Burk雙倒數(shù)方程分析和處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到了反應(yīng)的猝滅常數(shù)、結(jié)合常數(shù)和熱力學(xué)參數(shù)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鋅卟啉與人血清白蛋白之間發(fā)生了較強(qiáng)的靜態(tài)熒光猝滅效應(yīng)，二者之間是以氫鍵或Van der Waals力結(jié)合反應(yīng)。

煙酸；鋅卟啉；人血清白蛋白；熒光猝滅

在生命活動(dòng)中起重要作用的蛋白質(zhì)和金屬卟啉是典型的生物高分子和金屬配合物，作為蛋白質(zhì)的一類重要輔基，卟啉與蛋白質(zhì)之間的非共價(jià)鍵相互作用對于在分子和細(xì)胞水平上理解卟啉的功能至為重要[1]。卟啉與蛋白以單位點(diǎn)或多位點(diǎn)的結(jié)合作用既可影響卟啉分子的存在形式，也會影響蛋白質(zhì)的生理功能。當(dāng)卟啉進(jìn)入生物體機(jī)體后,可與血清白蛋白結(jié)合,其聚集狀態(tài)及在機(jī)體中的分布、代謝等生理過程都受到血清白蛋白的影響[2-5]。因此,金屬卟啉與血清白蛋白的相互作用研究已引起了人們的極大興趣,但當(dāng)前文獻(xiàn)報(bào)道的研究成果主要集中在金屬卟啉與牛血清白蛋白之間的相互作用[6-12]，與人血清白蛋白之間的相互作用研究尚少見報(bào)道。

人血清白蛋白(human serum albumin，簡寫HSA)是一種人體血漿內(nèi)十分重要的、含量最為豐富的蛋白質(zhì)，能夠廣泛地與許多內(nèi)源性、外源性物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合，從而起到儲存、轉(zhuǎn)運(yùn)等方面的重要功能。卟啉化合物是一類具有抗癌活性的分子，HSA是卟啉分子的傳輸載體，二者間的相互作用既影響卟啉在人體內(nèi)的傳輸和新陳代謝，又能夠改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象和生理功能[13-16]。

因此，卟啉分子與HSA間相互作用的模擬研究，可以為藥物分子的結(jié)構(gòu)與其藥效方面的對應(yīng)關(guān)系提供一定的有利信息，并在人類疾病的診斷與預(yù)防、疾病機(jī)制的探究以及新藥的研發(fā)等方面提供重要的理論基礎(chǔ)。

煙酸(維生素B5)是具有生物活性的小分子，能參與組織的氧化還原反應(yīng)過程，師同順等就以煙酸充當(dāng)弱的電子供體通過1，3-二溴丙烷、1，6-二溴己烷和氨基將煙酸鍵連到卟啉環(huán)上合成了煙酸-卟啉二元化合物，并重點(diǎn)研究了電化學(xué)性質(zhì)[17-19]。本文通過1，4-二溴丁烷將煙酸分子鍵連到卟啉環(huán)，合成了文獻(xiàn)中未見報(bào)道的自由卟啉化合物o-(niacin)C4OTPP(H2P1)、p-(niacin)C4O-TPP(H2P2)及對應(yīng)的金屬鋅配合物o-(niacin)C4O-TPPZn(ZnP1)、p-(niacin)C4OTPPZn(ZnP2)。同時(shí)，文中采用熒光光譜滴定法研究了金屬卟啉配合物與人血清白蛋白之間的相互作用，得出了有意義的結(jié)論，研究成果可以為制備新型金屬卟啉與蛋白質(zhì)的結(jié)合體及功能開發(fā)研究提供一些有義的信息。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

Perkin-Elemer 240元素分析儀；Shimadzu-2550紫外-可見分光光度計(jì)；WGY-10型熒光分光光度計(jì)；Varian 400 M 核磁共振儀(TMS，CDCl3)；傅立葉變換紅外光譜儀(Prestige-21)；石英比色皿。

水楊醛、對羥基苯甲醛、吡咯、1，4-二溴丁烷、煙酸、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇、二氯甲烷、乙酸鋅、二甲基亞砜(DMSO)、三(羥甲基)氨基甲烷，硅膠(200-300目)，以上試劑均為分析純；人血清白蛋白(HSA，分子量68000)。實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

紫外-可見光譜的測定：以二氯甲烷為溶劑，配制濃度為 20.0 和 2.0 μmol·L-1的主體 1 和主體 2 溶液，分別進(jìn)行Q譜帶和Soret譜帶的測定，紫外-可見吸收光譜見圖1、圖2，數(shù)據(jù)見表1。

熒光光譜滴定實(shí)驗(yàn)：HSA 儲備液：11.76 μmol·L-1水溶液，工作液為 2.50 μmol·L-1；三(羥甲基)氨基甲烷 (Tris)-HCl緩沖溶液：0.1 mol·L-1水溶液 (pH=7.40)。以 DMSO為溶劑，配制濃度為 20.0 mmol·L-1的 ZnP1儲備液，工作液濃度范圍為 1.0～30.0 μmol·L-1。于10 mL容量瓶中依次加入 pH=7.40的Tris-HCl緩沖溶液 1 mL、2.50 μmol·L-1的HSA 2.0 mL和不同體積的ZnP1溶液，定容，于一定溫度恒溫水浴中恒溫10 min，掃描各體系的熒光光譜圖。測試條件：樣品池為1 cm×1 cm×4 cm石英池，激發(fā)狹縫10 nm，發(fā)射狹縫10 nm，激發(fā)波長為286 nm，負(fù)高壓：145 V，掃描范圍：275～450 nm。溫度范圍：15、25、35及45℃。

紅外光譜采用溴化鉀壓片法，在4000～400 cm-1范圍內(nèi)攝譜，主要吸收峰光譜數(shù)據(jù)列于表2。

表1 H2P1、H2P2及ZnP1、ZnP2在二氯甲烷中的紫外-可見吸收光譜數(shù)據(jù)Table 1 Values of UV-Vis spectroscopy of H2P1、H2P2and ZnP1、ZnP2in CH2Cl2

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

根 據(jù) Stern-Volmer 方 程[20]：F0/F＝1＋Kqτ0cQ＝1＋KsvcQ計(jì)算體系的猝滅常數(shù)。式中：Kq(L·mol-1·s-1)為雙分子猝滅過程速率常數(shù)；τ0為無猝滅劑時(shí)生物大分子的平均壽命，τ0＝10-8s；Ksv(L·mol-1)為 Stern-Volmer猝滅常數(shù)；F0為未加入猝滅劑時(shí)人血清白蛋白的熒光強(qiáng)度；F為金屬卟啉與人血清白蛋白相互作用時(shí)體系的熒光強(qiáng)度；cQ(mol·L-1)為金屬卟啉的濃度。

利用猝滅公式：(F0-F)-1＝F0-1＋(KF0cQ)-1[20]，作不同溫度下的Lineweaver-Burk曲線，由直線斜率求得不同溫度下金屬卟啉與HSA的結(jié)合常數(shù)K。

由 vant Hoff方程 lnK?＝-ΔrHm?/RT＋ΔrSm?/R[21]，以不同溫度下反應(yīng)體系的lnK?對1/T作線性回歸，求出反應(yīng)的熵變 ΔrSm?、焓變 ΔrHm?和自由能變 ΔrGm?。

1.4 目標(biāo)化合物的合成

5-鄰羥基苯基-10，15，20-三苯基卟啉和 5-對羥基苯基-10，15，20-三苯基卟啉的合成參考文獻(xiàn)[22]完成。

1.4.1 5-鄰(4-溴丁氧基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉的合成

在 50 mL燒瓶中加入 0.1 g 5-鄰羥基苯基-10，15，20-三苯基卟啉，15 mL DMF，回流使之溶解，加入 0.35 mL 新蒸的 1，4-二溴丁烷和 0.3 g 新焙燒過的無水碳酸鉀，在室溫下電磁攪拌36 h。用二氯甲烷進(jìn)行多次萃取，再用蒸餾水多次洗滌，收集萃取液。柱色譜分離，以硅膠為固定相，二氯甲烷為淋洗劑，收集第二色帶，即為產(chǎn)品5-鄰(4-溴丁氧基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉，產(chǎn)率 50.2%。

采用相同的方法合成了5-對(4-溴丁氧基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉，產(chǎn)率 58.3%。

1.4.2 H2P1的合成

在100 mL圓底燒瓶中加入40 mg煙酸鈉(參考文獻(xiàn)[22]合成)和 100 mg 5-鄰(4-溴丁氧基)苯基-10，15，20-三苯基卟啉，并加入 20 mL DMF，用 75 ℃水浴加熱攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)完全停止后冷卻，加入60 mL飽和食鹽水使產(chǎn)物析出，過濾、洗滌、干燥。粗產(chǎn)品以硅膠為固定相，進(jìn)行柱色譜分離，先用二氯甲烷為淋洗劑分離第一色帶，再改用以V二氯甲烷∶V乙醚=25:1)比例配成的混合溶液為淋洗劑，收集主色帶，旋干得紫色晶體，產(chǎn)率53.4%。

1H NMR(CDCl3，400MHz)，δ：-2.81(s，2H，Pyrrole N-H)，1.25(s，2H，-CH2)，1.55(s，2H，-CH2)，3.42-3.45(t，J=12.0 Hz，2H，OCOCH2)，3.96 ～3.99(d，J=12.0 Hz，2H，OCH2)，7.26～7.35(t，J=36.0 Hz，1H，Py-5-H)，7.75～7.78(d，J=12.0 Hz，9H+2H，3Ar-m，p-H+ArO-m-H)，8.17～8.22(m，J=20.0 Hz，8H，4Ar-o-H)，8.34～8.35(d，J=4.0 Hz，2H，Py-4,6-H)，8.59(s，1H，Py-2-H)，8.81-8.82(m，J=4.0 Hz，8H，Pyrrole)。C54H41N5O3元素分析值(括號內(nèi)為計(jì)算值，%)：C 79.89(80.30)，H 4.74(5.08)，N 9.06(8.67)。

采用相同的方法合成了H2P2，產(chǎn)率65.1%。

1H NMR(CDCl3，400MHz)，δ：-2.77(s，2H，Pyrrole N-H)，1.25(s，2H，-CH2)，1.55(s，2H，-CH2)，4.34(s，2H，OCOCH2)，4.57～4.58(d，J=4.0 Hz，2H，OCH2)，7.41～7.44(t，J=12.0 Hz，1H，Py-5-H)，7.75～7.76(d，J=4.0 Hz，9H+2H，3Ar-m，p-H+ArO-m-H)，8.11～8.22(m，J=44.0 Hz，8H，4Ar-o-H)，8.36～8.38(d，J=8.0 Hz，2H，Py-4,6-H)，8.84～8.88(m，J=16.0 Hz，8H，Pyrrole)，9.30(s，1H，Py-2-H)。C54H41N5O3元素分析值(括號內(nèi)為計(jì)算值，%)：C 79.97(80.30)，H 4.82(5.08)，N 8.99(8.67)。

1.4.3 ZnP1的合成

將76 mg H2P1化合物溶于20 mL CH2Cl2中，加入過飽和的乙酸鋅甲醇溶液10 mL，避光，微微回流1 h，產(chǎn)物由紫色逐漸變成紫紅色，冷卻，水洗，再用二氯甲烷萃取，旋干。以 V二氯甲烷∶V乙醚=25∶1 比例配成的混合溶液為淋洗劑，硅膠為固定相，將粗產(chǎn)品進(jìn)行分離，收集主色帶，旋干蒸發(fā)得到紫紅色晶體，產(chǎn)率90.5%。合成路線見圖示1。

1H NMR(CDCl3,400MHz)，δ：1.25(s，2H，-CH2)，1.54 (s，2H，-CH2)，3.84 ～3.86 (t，J=8.0 Hz，2H，OCOCH2)，4.13 ～4.15(t，J=8.0 Hz，2H，OCH2)，7.24 ～7.36(t，J=48.0 Hz，1H，Py-5-H)，7.64～7.75(m，J=44.0 Hz，9H+2H，3Ar-m，p-H+ArO-m-H)，8.00～8.02(m，J=8.0 Hz，2H，Py-4,6-H)，8.11 ～8.13(d，J=8.0 Hz，8H，4Ar-o-H)，8.24(s，1H，Py-2-H)，8.80～8.87(m，J=28.0 Hz，8H，Pyrrole)。C54H39N5O3Zn 元素分析值(括號內(nèi)為計(jì)算值，%)：C 73.97 (74.48)，H 4.81 (4.48)，N 8.35(8.05)。

采用相同的方法合成了ZnP2，產(chǎn)率92.3%。合成路線見圖示1。

1H NMR(CDCl3,400MHz)，δ：1.26(s，2H，-CH2)，1.56 (s，2H，-CH2)，4.08 ～4.10 (t，J=8.0 Hz，2H，OCOCH2)，4.25 (s，2H，OCH2)，7.54(s，1H，Py-5-H)，7.73～7.75(d，J=8.0 Hz，9H+2H，3Ar-m，p-H+ArO-m-H)，8.20～8.22(d，J=8.0 Hz，8H，4Ar-o-H)，8.89(s，8H，Pyrrole)，8.93～8.94(d，J=4.0 Hz，2H，Py-4,6-H)，9.02～9.03(d，J=4.0 Hz，1H，Py-2-H)。C54H39N5O3Zn 元素分析值(括號內(nèi)為計(jì)算值，%)：C 74.07(74.48)，H 4.17(4.48)，N 8.42(8.05)。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫外可見吸收光譜

圖1 和圖 2 是H2P1、ZnP1及 H2P2、ZnP2在二氯甲烷中的紫外-可見吸收光譜。結(jié)合圖1、2和表1中數(shù)據(jù)可以看出：(1)H2P1和H2P2的紫外可見吸收光譜由1個(gè) Soret帶和4個(gè)Q 帶，在418.1 nm 和 420.8 nm處的強(qiáng)吸收是Soret帶，由電子從基態(tài)S0躍遷到最低激發(fā)單重態(tài)S2產(chǎn)生；在500～650 nm之間的吸收帶是Q帶，由電子從基態(tài)S0躍遷到最低激發(fā)單重態(tài)S1產(chǎn)生，這些是卟啉自由堿配體的典型光譜特征；(2)自由卟啉 H2P1、H2P2配位鋅離子形成 ZnP1、ZnP2后，鋅卟啉紫外光譜的Q帶吸收峰由4個(gè)減少到2個(gè)。這是因?yàn)楫?dāng)金屬鋅離子配位于自由卟啉后，配合物的對稱性由D2h變?yōu)镈4h，表現(xiàn)為QⅠ、QⅣ譜帶消失，同時(shí)Soret譜帶發(fā)生一定程度的位移。紫外光譜的明顯變化說明金屬離子與自由卟啉配體配位，生成了金屬配合物[23]。

2.2 核磁共振氫譜

圖3、圖4 是H2P1、ZnP1及 H2P2、ZnP2的核磁共振氫譜，數(shù)據(jù)列于合成部分。由圖和表征數(shù)據(jù)可知：(1)H2P1和ZnP1煙酸吡啶環(huán)中H的化學(xué)位移分別在7.26～7.35(Py-5-H)、8.34～8.35(Py-4,6-H)、8.59(Py-2-H)ppm 及 7.24～7.36(Py-5-H)，8.00～8.02(Py-4,6-H)，8.24(Py-2-H)處；H2P2、ZnP2煙酸吡啶環(huán)中H的化學(xué)位移分別在 7.41～7.44(Py-5-H)、8.36～8.38(Py-4,6-H)、9.30(Py-2-H)ppm 及 7.54(Py-5-H)，8.93～8.94(Py-4,6-H)，9.02～9.03(Py-2-H)處。師同順等[18]合成的尾式 5-(4-煙酸酰氧基己氧基)苯基-5，10，15-三苯基卟啉中吡啶環(huán)中H的化學(xué)位移在7.41-7.43(Py-5-H)、8.11-8.22(Py-4,6-H)、9.29(Py-2-H)ppm 處，與之相比，H2P2、ZnP2中吡啶環(huán)上H的化學(xué)位移沒有明顯大的變化，而H2P1和ZnP1中吡啶環(huán)上2位H的化學(xué)位移向高場進(jìn)行了較大程度的移動(dòng)，這或許是側(cè)鏈中吡啶環(huán)與卟啉環(huán)之間存在著一定的相互作用所造成的[24-26]，由此也可以確定煙酸負(fù)離子通過丁氧基鏈鍵連到了卟啉環(huán)上；(2)自由卟啉H2P1和H2P2卟啉環(huán)中 N-H鍵的化學(xué)位移分別在-2.81 ppm和-2.77 ppm處，而在ZnP1和ZnP2中該處峰均消失，這是形成金屬鋅卟啉配合物的重要證據(jù)。

2.3 紅外光譜

根據(jù)文獻(xiàn)[22]對自由卟啉及其鋅配合物的紅外特征吸收光譜進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)歸屬，數(shù)據(jù)列于表2中。煙酸鈉的典型紅外光譜吸收峰在3 070.68、1 609.23、1 591.27、1 481.33、1 319.31、1 199.72 cm-1處，其中1 591.27 和 1 481.33 cm-1處的吸收峰為煙酸鈉吡啶環(huán)的伸縮振動(dòng)吸收峰。由表2可以看出，H2P1和H2P2中羰基的強(qiáng)特征吸收峰分別出現(xiàn)在1 721.12、1 722.43 cm-1處，在 1 350.13、1 350.17 cm-1處有酯鍵的典型特征吸收峰。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明，煙酸負(fù)離子以成酯的方式與卟啉環(huán)側(cè)端的丁氧基鏈相連接生成了新的化合物。

再觀察表2，H2P1、H2P2中的N-H伸縮振動(dòng)吸收帶分別出現(xiàn)在 3 313.71、7 31.02 cm-1和 3 317.56、734.88 cm-1處，在其所對應(yīng)的鋅配合物 ZnP1、ZnP2中，這 2 條譜帶均消失，同時(shí)分別在 993.34、996.97 cm-1處生成了一個(gè)新的強(qiáng)伸縮振動(dòng)吸收峰，該峰歸屬于卟啉環(huán)內(nèi)Zn-N配位鍵的振動(dòng)吸收峰，這表明卟啉環(huán)內(nèi)的2個(gè)氫原子被鋅離子取代后形成了穩(wěn)定的金屬卟啉配合物。

表2 自由卟啉及其鋅配合物的紅外特征吸收光譜數(shù)據(jù)Table 2 Values of IR spectroscopy of free porphyrins and Zn complexes(cm-1)

2.4 熒光光譜

2.4.1 H2P1、H2P2及 ZnP1、ZnP2的熒光光譜

圖5是以二氯甲烷為溶劑濃度均為2.0 μmol·L-1時(shí) H2P1、H2P2及 ZnP1、ZnP2的 S1態(tài)熒光特征吸收光譜，由第一激發(fā)單重態(tài)向基態(tài)的躍遷，即S1→S0，這對應(yīng)于紫外可見吸收光譜的Q帶，體現(xiàn)了紫外光譜與熒光光譜的鏡像關(guān)系。觀察圖5，H2P1、H2P2的熒光特征峰峰位分別在638.4、701.4和640.7、704.3 nm處；ZnP1、ZnP2的熒光特征峰峰位分別在596.8、649.3 和 595.0、637.8 nm 處。與 H2P1、H2P2相比較，ZnP1、ZnP2的熒光特征峰峰位均發(fā)生了藍(lán)移，同時(shí)，ZnP1、ZnP2的熒光強(qiáng)度均弱于對應(yīng)的 H2P1、H2P2的熒光強(qiáng)度，表明鋅卟啉配合物具有熒光猝滅的性質(zhì)。這是因?yàn)楫?dāng)Zn2+與卟啉環(huán)配位后，一方面吡咯N原子通過σ給予與Zn2+生成配位鍵，另一方面Zn2+又通過d電子的給予與N原子形成反饋π鍵，反饋π鍵的形成使卟啉環(huán)共軛體系的π電子密度增加，從而使熒光特征峰的峰位發(fā)生改變并產(chǎn)生熒光猝滅效應(yīng)[27-29]；

2.4.2 熒光光譜滴定實(shí)驗(yàn)

2.4.2.1 ZnP1對 HSA 的熒光猝滅機(jī)理

圖6是25℃條件下不同濃度的ZnP1滴定一定濃度的HSA所得到的熒光光譜變化曲線圖。由圖可知，當(dāng)不同濃度的ZnP1滴定一定濃度的HSA時(shí)，反應(yīng)體系的熒光曲線呈現(xiàn)出不斷降低的趨勢，即產(chǎn)生了熒光猝滅效應(yīng)。熒光猝滅過程通常有動(dòng)態(tài)猝滅和靜態(tài)猝滅兩類。靜態(tài)猝滅過程遵從Stern-Volmer方程[F0/F＝1＋KsvcQ＝1＋Kqτ0cQ]和 Lineweaver-Burk 雙倒數(shù)函數(shù)曲線方程[(F0-F)-1＝F0-1＋(KF0cQ)-1][30]。在 15、35 和45℃條件下，不同濃度的ZnP1滴定一定濃度的HSA所得到的熒光光譜也有相同的變化趨勢。

2.4.2.2 猝滅常數(shù)和結(jié)合常數(shù)的計(jì)算

為了判斷ZnP1對HSA熒光的猝滅機(jī)理，根據(jù)溫度為15、25、35和45℃時(shí)ZnP1與HSA相互作用的熒光光譜圖，利用Stern-Volmer方程以F0/F～cQ作圖得到了不同溫度下ZnP1對人血清白蛋白的熒光猝滅Stern-Volmer曲線(見圖7)。由圖7可以看出，在不同溫度下得到的Stern-Volmer曲線均有良好的線性關(guān)系，這是靜態(tài)猝滅的跡象之一。同時(shí)，根據(jù)Stern-Volmer方程計(jì)算也得到了不同溫度下的熒光猝滅常數(shù)Kq。由表3中數(shù)據(jù)可以看出，4種不同溫度下ZnP1對HSA熒光猝滅速率常數(shù)遠(yuǎn)大于各類猝滅劑對生物大分子的最大 Kq值 2.0×1010L·mol-1· s-1，并且隨溫度的升高，ZnP1對HSA的熒光猝滅速率常數(shù)呈現(xiàn)出了不斷下降的趨勢。綜合這些因素，文中ZnP1對HSA的熒光猝滅是分子之間形成了復(fù)合物而引起的靜態(tài)猝滅[31-32]。

再利用Lineweaver-Burk雙倒數(shù)函數(shù)曲線方程以 (F0-F)-1～cQ)-1作圖，得到了不同溫度下ZnP1對HSA的熒光猝滅Lineweaver-Burk曲線 (見圖8)，并根據(jù)Lineweaver-Burk方程計(jì)算出了ZnP1與HSA之間的結(jié)合常數(shù)K。由表3中數(shù)據(jù)可知，4種不同溫度下ZnP1與HSA之間的結(jié)合常數(shù)K分別為9.89×104、6.26×104、4.07×104、2.66×104L·mol-1，表明二者之間的結(jié)合作用較強(qiáng)，說明合成的ZnP1可以在體內(nèi)被蛋白質(zhì)儲存和運(yùn)輸[33]。

表3 不同溫度下鋅卟啉對HSA的熒光猝滅常數(shù)Kq、結(jié)合常數(shù)K及線性相關(guān)系數(shù)RTable 3 Quenching constant、binding constant of HSA at different temperature

2.4.2.3 熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算

由vant Hoff方程以不同溫度下反應(yīng)體系的lnK對1/T作線性回歸(線性相關(guān)系數(shù)R=0.999 9)，求得：ΔrSm?=-19.85 J·mol-1·K-1，ΔrHm?=-33.27 kJ·mol-1，ΔrGm?=-27.35 kJ·mol-1。這些熱力學(xué)函數(shù)數(shù)據(jù)說明兩者之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，且反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。再根據(jù)Ross[34]總結(jié)出的判斷生物大分子與小分子結(jié)合力性質(zhì)的熱力學(xué)規(guī)律：ΔH＞0、ΔS＞0時(shí)，屬于疏水作用力；ΔH＜0、ΔS＜0 時(shí)，屬于氫鍵或 Van der Waals力；ΔH≈0、ΔS＞0時(shí)，屬于靜電引力。文中研究體系的ΔH和ΔS均小于0，由此得出結(jié)論：所合成的ZnP1與HSA主要是以氫鍵或Van der Waals力結(jié)合反應(yīng)的。

對于ZnP2與人血清白蛋白相互作用時(shí)的猝滅常數(shù)、結(jié)合常數(shù)及熱力學(xué)參數(shù)等數(shù)據(jù)(見表3和圖9)與ZnP1相比沒有出現(xiàn)較大的變化，由此看來相同基團(tuán)鍵連卟啉環(huán)位置的差異對與人血清白蛋白的相互作用未造成較大的影響。

3 結(jié) 論

本文通過親核取代反應(yīng)合成了含有煙酸分子修飾的自由卟啉 o-(niacin)C4O-TPP、p-(niacin)C4O-TPP及鋅配合物o-(niacin)C4O-ZnTPP、p-(niacin)C4OZnTPP。通過元素分析、紫外-可見光譜、核磁共振氫譜、紅外光譜、熒光光譜等多種譜圖對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。熒光光譜滴定實(shí)驗(yàn)顯示，具有生物活性的煙酸分子修飾合成的鋅卟啉對人血清白蛋白的熒光具有良好的猝滅作用，該猝滅過程為靜態(tài)猝滅，鋅卟啉與HSA之間是以氫鍵或Van der Waals力結(jié)合反應(yīng)。

[1]WANG Rong-Min(王榮民),ZHU Yong-Feng(朱永峰),HE Yu-Feng(何 玉 鳳),et al.Prog.Chem.,2011,22(10):1952-1963

[2]Mieke R,Ben V C,Evelyne L,et al.Photochem.Photobiol.Sci.,2011,10:151-159

[3]Teruyuki K,Akito N,Xue Q.Pharmacokinet,2009,24(4):287-299

[4]Kalivarathan D,Vijayan S,Sridhar B,et al.Anal.Sci.,2011,27(1):101-103

[5]Anna S,Marcin Z,Juan A O,et al.J.Phys.Chem.B.,2010,114(49):16567-16573

[6]Shimshon B D,Irena B,Hana W,et al.Eur Biophys J.,2009,38:847-855

[7]Shuho T,Shuichi M,Kazunobu T.Chem.Commun.,2008,3678-3680

[8]Long L P,Jin J Y,Zhang Y,et al.Analyst,2008,133:1201-1208

[9]Marina K K,Hazel A C,Milan B,et al.Org.Biomol.Chem.,2009,7:889-896

[10]Zhou B,Zhang Z,Zhang Y,et al.J.Pharm.Sci.,2009,98(1):105-113

[11]Lü Yan-Yang(呂 艷 陽),ZHAI Qiu-Ge(翟 秋 閣),LI Xue(李雪),et al.Chin.J.Spectros.Lab.(Guangpu Shiyanshi),2010,27(3):1168-1171

[12]HU Zhen-Zhu(胡珍珠),CHEN Fang(陳芳).Chem.World(Huaxue Shijie),2010,51(9):527-530

[13]Ankita V,Priyankar S,Ejaz A,et al.Chirality,2010,22(1):77-87

[14]Ibrahim H,Kasselouria A,You C J,et al.J.Photochem.Photobiol.A:Chem.,2011,217:10-21

[15]Ashur I,Goldschmidt R,Pinkas I,et al.J.Phys.Chem.A.,2009,113(28):8027-8037

[16]Kejík Z,Bríza T,Kralova J,et al.Bioorg.Med.Chem.Lett.,2011,21:5514-5520

[17]ZHUANG Chang-Fu(莊長福),SUN Yuan-Yuan(孫園園),WANG Yun-Fang(王運(yùn)方),et al.Acta Chim.Sin.(Huaxue Xuebao),2010,68(22):2319-2324

[18]SU Lian-Jiang(蘇連江),LI Wei-Hong(李衛(wèi)宏),XU Chun-Fang(徐春放),et al.Chem.J.Chinese Universities(Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao),2008,29(9):1716-1720

[19]CHENG Xiu-Li(程秀利),CHEN Zheng-Xia(陳正霞),SUN Er-Jun(孫二軍),et al.Chem.J.Chin.Univ.(Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao),2007,28(3):402-405

[20]YANG Man-Man(楊曼曼),YANG Pin(楊頻),ZHANG Li-Wei(張立偉).Chin.Sci.Bull.(Kexue Tongbao),1994,39(1):31-35

[21]WANG Shu-Jun(王樹軍),RUAN Wen-Juan(阮文娟),ZHU Zhi-Ang(朱志昂).Chinese J.Inorg.Chem.(Wuji Huaxue Xuebao),2007,23(8):1398-1402

[22]WANG Shu-Jun(王樹軍),PENG Yu-Ling(彭玉苓),ZHOU Xue-Wen(周學(xué)文).Chinese J.Inorg.Chem.(Wuji Huaxue Xuebao),2010,26(5):793-800

[23]Gouterman M.J.Chem.Phys.,1959,30:1139-1161

[24]James P C,Miroslav R,Martin B,et al.J.Am.Chem.Soc.,1999,121(6):1387-1388

[25]Christopher A H,Robert K H.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,1996,35(17):1936-1938

[26]Everly B F,Amy M S.Inorg.Chem.,1991,30(19):3763-3769

[27]WANG Xiao-Ping(王小萍),WANG Jun-Wen(王君文),HE Ming-Vi(何明威),et al.Chin.J.Appl.Chem.(Yingyong Huaxue),2001,18(9):713-716

[28]JIANG Yue-Shun(姜月順),LI Tie-Jin(李鐵津).Photochemistry(光化學(xué)).Beijing:Chemical Industry Press,2005.

[29]FENG Juan(馮娟),ZHANG Hui-Juang(張慧娟),XIANG Jun-Feng(向俊鋒),et al.Sci.China Ser.B.(Zhongguo Kexue B),2003,33(1):8-13

[30]ZHANG Yong(張勇),YAN Xin-Liang(燕新梁),LEI Ya-Chun(雷亞春),et al.Spectrosc.Spectr.Anal.(Guangpuxue Yu Guangpu Fenxi),2005,25(8):1274-1276

[31]GAO Ling(高鈴),LIU Ge(劉閣),DONG Wen-Dou(董文斗).Chem.Res.Appl.(Huexue Yanjiu Yu Yingyong),2011,23(9):1164-1168

[32]Lei W H,Jiang G Y,Zhou Q X,et al.Phys.Chem.Chem.Phys.,2010,12:13255-13260

[33]LIANG Yan-Qiu(梁彥秋).Thesis for the Doctorate of East China Normal University(華東師范大學(xué)博士論文).2007.

[34]Ross D P,Sabramanian S.Biochemistry,1981,20:3096-3098

Synthesis of New Tailed Porphyrins and Studies on the Interaction Between Metalloporphyrins and HSA

PENG Yu-Ling WANG Shu-Jun＊GUO Yu-Ming
(College of Chemistry&Material Science,Langfang Teachers College,Langfang,Hebei 065000,China)

These new tailed porphyrins o-(niacin)C4O-TPP,p-(niacin)C4O-TPP and o-(niacin)C4O-TPPZn,p-(niacin)C4O-TPPZn modified with nicotinic acid were designed,synthesized and characterized by elementary analysis,UV-Vis,1H NMR and IR spectrum.The fluorescence properties on the interaction between two kinds of Zn porphyrins and human serum albumin were studied by means of fluorescence spectrum in order to simulate biological function of metalloporphyrin.The experimental results showed that there was great quenching interaction between Zn porphyrins and human serum albumin.The quenching type was static quenching.The fluorescence quenching data was analyzed according to Stem-Volmer equation and Lineweaver-Burk doublereciprocal equation.The quenching constant,binding constant K and thermodynamic parameters were obtained.The mechanism of combination reaction between Zn porphyrins and human serum albumin was hydrogen bonding or Van der Waals interaction.

nicotinic acid;Zn porphyrin;human serum albumin;fluorescence quenching

O621.22;O621.24

A

1001-4861(2012)07-1315-09

2012-01-09。收修改稿日期：2012-03-11。

河北省自然科學(xué)基金（No.B2010001803）和廊坊師范學(xué)院科學(xué)研究項(xiàng)目重點(diǎn)專項(xiàng)基金（LSZZ201003）資助項(xiàng)目。

＊通訊聯(lián)系人。E-mail：d022036@mail.nankai.edu.cn