孫占國(guó)，王君玲，孟雙明

（山西大同大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，山西 大同 037009）

5-甲基-水楊酸-鉻（III）配合物與牛血清白蛋白相互作用的研究

孫占國(guó)，王君玲，孟雙明

（山西大同大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，山西 大同 037009）

利用氯化鉻、5-甲基-水楊酸（5-MeSA）和乙二胺（en）合成了配合物[Cr（5-MeSA）（en）2]Cl，并用元素分析、紫外和熒光光譜對(duì)配合物進(jìn)行了表征。在pH=7.5，0.05mol/L Tris-HCl緩沖液條件下研究了配合物與牛血清白蛋白（BSA）的相互作用，測(cè)定了結(jié)合常數(shù)為1.38×104k/L·mol，并確定了配合物與BSA作用類型主要為靜電作用。

鉻配合物；牛血清白蛋白；熒光光譜

鉻（III）是人體必需的微量元素之一，在維持人體健康方面特別是在胰島素調(diào)節(jié)方面起著重要作用。已證實(shí)缺乏鉻元素易引起葡萄糖代謝失調(diào)，適當(dāng)補(bǔ)充含鉻化合物和食物可以達(dá)到促進(jìn)胰島素合成、降低血糖的效果[1-3]。但目前鉻在生物體內(nèi)的代謝機(jī)制仍不明確。血清白蛋白是血漿中最為豐富的蛋白質(zhì)，是一種可以結(jié)合和運(yùn)輸內(nèi)源性與外源性物質(zhì)的重要蛋白質(zhì)，在生命活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用[2-3]。因此，研究血清白蛋白與鉻配合物的相互作用具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

CrCl3·6H2O（國(guó)藥化學(xué)試劑），乙二胺（國(guó)藥化學(xué)試劑），5-甲基-水楊酸（Sigma產(chǎn)品），以上試劑均為分析純。血清白蛋白（BSA，上海萊士血制品有限公司）。

VarioEL III元素分析儀（德國(guó)EA元素分析系統(tǒng)公司），HP 8453型UV-Vis吸收光譜儀（德國(guó)惠普公司），Hitachi850型熒光光譜儀（日本日立公司）。

1.2 配合物的合成

[4]利用一鍋煮法合成得[Cr（5-MeSA）（en）2]Cl，由分子式CrC12H22N4Cl計(jì)算值（％）：C 45.35，H 6.93，N 20.16。實(shí)驗(yàn)值（％）：C 45.30，H 6.88，N 20.13。

1.3 光譜測(cè)定

UV-Vis吸收光譜和熒光光譜分別采用1 cm石英吸收池在200～600 nm和350～500 nm范圍測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫外-可見光譜和熒光光譜

圖1為5-MeSA和[Cr（5-MeSA）（en）2]Cl在pH= 7.5，0.05mol/L Tris-HCl緩沖液條件下200～600 nm范圍內(nèi)的吸收光譜。可見5-MeSA與Cr3+配位后其苯環(huán)的3個(gè)π-π*吸收峰紅移到342 nm。配合物在522 nm處出現(xiàn)Cr3+的d-d躍遷峰，表明Cr3+和5-MeSA發(fā)生配位。圖2為5-MeSA和鉻配合物在pH=7.5，0.05 mol/L Tris-HCl緩沖液條件下350～500 nm熒光光譜。5-MeSA在425 nm具有強(qiáng)的熒光峰，當(dāng)其與Cr3+形成配合物后在425 nm峰幾乎被完全淬滅。

圖1 5-MeSA及鉻配合物紫外光譜

2.2 [C.u.r（MeSA）（en）2]+與BSA的反應(yīng)

圖2 5-MeSA及鉻配合物熒光光譜

在pH=7.5，0.05mol/LHCl酸化的Tris緩沖溶液條件下，用C（[Cr（MeSA）（en）2]+）=5.0×10-4mol/L的配合物溶液滴定BSA的熒光光譜見圖3～4。由圖可見BSA在341nm處有最大熒光吸收峰，隨著滴加配合物濃度的增加在最大吸收峰處熒光強(qiáng)度逐漸降低，最大峰位無(wú)明顯移動(dòng)。

圖3 [Cr（5-MeSA）（en）2]+對(duì)BSA熒光光譜的影響

圖4 [Cr（5-MeSA）（en）2]+-BSAStern-Volme方程

若配合物與蛋白質(zhì)形成不發(fā)熒光的復(fù)合體系，且每個(gè)血清白蛋白具有相互獨(dú)立完全等同的結(jié)合位點(diǎn)部位，則有：

式中，[BSA]t為BSA的總濃度；[BSA]b為結(jié)合有配合物的BSA濃度；[BSA]f為游離的BSA濃度；[S]t為[Cr（MeSA）（en）2]+的總濃度；F0和F分別表示341nm處不加入和加入配合物的BSA熒光強(qiáng)度；Fin-[Cr（MeSA）（en）2]+為BSA復(fù)合物飽和時(shí)蛋白質(zhì)的熒光強(qiáng)度。K-[Cr（MeSA）（en）2]+為BSA的表觀結(jié)合常數(shù)。

2.3 [Cr（MeSA）（en）2]+與BSA的作用類型

配合物與蛋白質(zhì)分子作用主要有氫鍵、疏水作用、范德華力、靜電作用等。不同化合物和蛋白質(zhì)分子直接作用類型是不同的，通過(guò)熱力學(xué)數(shù)據(jù)研究可以確定具體的作用類型[6]。當(dāng)溫度變化不大時(shí)，在熱力學(xué)上反應(yīng)焓變?chǔ)可視為一個(gè)常數(shù)，改變溫度等到不同條件下的結(jié)合常數(shù)，根據(jù)公式可得到ΔH, ΔS,ΔG的數(shù)值[5]。根據(jù)熱力學(xué)反應(yīng)參數(shù)，可以判斷蛋白質(zhì)與配合物直接的作用類型：ΔH＞0，ΔS＞0為疏水作用力；ΔS＜0，ΔH＜0為范德華力和氫鍵；ΔH＜0，ΔS＞0為靜電引力。

由表中數(shù)據(jù)可知ΔH＜0，ΔS＞0，所以配合物[Cr（5-MeSA）（en）2]+與BSA之間的作用力主要表現(xiàn)為靜電引力。

3 結(jié)論

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)及計(jì)算數(shù)據(jù)表明，[Cr（5-MeSA）（en）2]+對(duì)BSA具有較強(qiáng)的熒光靜態(tài)淬滅作用，37℃時(shí)結(jié)合常數(shù)為1.38×104k/L·mol；配合物與BSA以較強(qiáng)的靜電引力相結(jié)合，該研究對(duì)于鉻營(yíng)養(yǎng)劑的補(bǔ)充及體內(nèi)運(yùn)輸具有重要意義。ity/a.u

O643.3

A

2013-08-04

孫占國(guó)（1983-），男，山西大同人，碩士，助教，研究方向：配合物、炭材料。

表1 [Cr（5-MeSA）（en）2]+與BSA的熱力學(xué)參數(shù)

1674－0874（2013）05－0054－04