趙小菁，徐敬敬，賴(lài)國(guó)華，阮文娟

(1 杭州醫(yī)學(xué)院通識(shí)教學(xué)部，浙江 杭州 310053；2 南開(kāi)大學(xué)，天津 300071)

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，細(xì)胞膜上蛋白受體介導(dǎo)的跨膜細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要組成部分，是人體細(xì)胞感受外界環(huán)境和調(diào)控代謝產(chǎn)物及生理反應(yīng)的基礎(chǔ)，尤其和人類(lèi)重大疾病的產(chǎn)生密切相關(guān)，因此具有重要的理論和實(shí)際意義[1]。通過(guò)設(shè)計(jì)合成一系列多樣化的小分子化合物作為探針，以這些探針為工具可以深入開(kāi)展細(xì)胞生理、病理活動(dòng)的調(diào)控機(jī)制，細(xì)胞關(guān)鍵信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及重要靶標(biāo)、抑制劑和標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)以及基于金屬催化劑的活細(xì)胞生物分子激活等方面的研究[2]。小分子化合物作為熒光探針，具備體積小、合成簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在蛋白質(zhì)成像技術(shù)中扮演著越來(lái)越重要的角色[3-4]。

氨基酸席夫堿具有氮、氧等多個(gè)配位原子，是一類(lèi)有意義的生物配體，是細(xì)胞生長(zhǎng)所必需的[5]。研究此類(lèi)配體的金屬新配合物，有助于了解生物體內(nèi)金屬離子-蛋白質(zhì)間的鍵合作用，并可用來(lái)設(shè)計(jì)合成小分子探針[6]，研究活性化合物與靶標(biāo)蛋白的作用[7]。還可以開(kāi)發(fā)具有生物活性的非鉑系前藥探尋其與DNA的作用模式[8]。本文試圖通過(guò)檢測(cè)氨基酸席夫堿及其金屬配合物的電子光譜來(lái)考察氨基酸席夫堿類(lèi)探針衍生物的作用活性。因此，我們合成了Sal-Gly(甘氨酸席夫堿)和Sal-Met(甲硫氨酸席夫堿)及其金屬配合物作為小分子探針衍生物，檢測(cè)了氨基酸席夫堿金屬化合物的紫外可見(jiàn)光譜和熒光光譜，并進(jìn)行了探討。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器與試劑

Perkin-Elmer 240元素分析儀；Nicolet Auatar 370 DTGS光譜儀(KBr壓片)；Mercury Plus 400核磁共振儀(400 Hz), 四甲基硅烷T(mén)MS為內(nèi)標(biāo)；Shimadu UV-2450紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)。

溶劑三氯甲烷經(jīng)NaHCO3和CaCl2干燥處理, 重蒸后使用。其他試劑均為分析純, 未經(jīng)進(jìn)一步純化。

1.2 氨基酸席夫堿類(lèi)小分子探針衍生物的合成

氨基酸席夫堿化合物按前文報(bào)道[9]方法合成，所得粗產(chǎn)品用無(wú)水乙醇重結(jié)晶。合成路線(xiàn)見(jiàn)圖1。

圖1 氨基酸席夫堿及其金屬配合物的合成路線(xiàn)

Sal-Gly產(chǎn)率 88%,1H NMR(CD3OD) δ: 8.398(s, 1H, CH=N), 4.228(s, 2H, CH2ⅰ), 7.301～7.307(m, 1H, Ph-H①), 7.258～7.288(m, 1H, Ph-H②), 6.760～6.796(m, 1H, Ph-H③), 6.711～6.748(m, 1H, Ph-H④); IR(KBr) ν/cm-1: 3445.9(-OH), 1649.0(-CH=N-), 1596.2(asCOO), 1395.6(sCOO)。

Sal-Gly-Zn產(chǎn)率 83%,1H NMR(CD3OD) δ: 8.343(s, 1H, CH=N), 4.099(s, 2H, CH2ⅰ), 7.195～7.182(m, 1H, Ph-H①), 7.161～7.182(m, 1H, Ph-H②), 6.791～6.813(m, 1H, Ph-H③), 6.545～6.580(m, 1H, Ph-H④); IR(KBr) ν/cm-1: 3409.3(-OH), 1644.4(-CH=N-), 1598.2(asCOO), 1397.6(sCOO), 545.7(Zn-N), 438.9(Zn-O)。

Sal-Gly-Cu產(chǎn)率 79%,1H NMR(CD3OD) δ: 8.251(s, 1H, CH=N), 4.087(s, 2H, CH2ⅰ), 7.225～7.262(m, 1H, Ph-H①), 7.171～7.201(m, 1H, Ph-H②), 6.833～6.847(m, 1H, Ph-H③), 6.525～6.560(m, 1H, Ph-H④); IR(KBr) ν/cm-1: 3419.8(-OH), 1627.9(-CH=N-), 1576.6(asCOO), 1294.2(sCOO), 474.5(Cu-N), 426.3(Cu-O)。

Sal-Met產(chǎn)率 67%,1H NMR(CD3OD) δ: 8.515(s, 1H, CH=N), 4.234～4.267(m, 2H, CH2ⅰ), 2.238～2.312(m, 2H, CH2ⅱ), 2.560～2.645(m, 2H, CH2ⅲ), 2.108(m, 2H, CH2ⅳ), 7.397～7.415(s, 1H, Ph-H①), 7.314～7.356(s, 1H, Ph-H②), 7.135～7.173(s, 1H, Ph-H③), 6.887～6.907(s, 1H, Ph-H④); IR(KBr) ν/cm-1: 3448.2(-OH), 1661.8(-CH=N-), 1448.6(asCOO), 1395.6(sCOO)。

Sal-Met-Zn產(chǎn)率 85%,1H NMR(CD3OD) δ: 8.397(s, 1H, CH=N), 4.002(s, 2H, CH2ⅰ), 2.620～2.635(m, 2H, CH2ⅱ), 3.127,3.476(m, 2H, CH2ⅲ), 2.526～2.545(m, 2H, CH2ⅳ), 7.230～7.251(s, 1H, Ph-H①②), 6.856(s, 1H, Ph-H③), 6.603(s, 1H, Ph-H④); IR(KBr) ν/cm-1: 3402.1(-OH), 1629.9(-CH=N-), 1447.7(asCOO), 1394.8(sCOO), 545.0(Zn-N), 442.8(Zn-O)。

Sal-Met-Cu產(chǎn)率 72%,1H NMR(CD3OD) δ: 8.301(s, 1H, CH=N), 3.876(s, 2H, CH2ⅰ), 7.155～7.173(m, 1H, Ph-H①), 7.121～7.142(m, 1H, Ph-H②), 6.801～6.812(m, 1H, Ph-H③), 6.556～6.563(m, 1H, Ph-H④); IR(KBr) ν/cm-1: 3442.1(-OH), 1636.7(-CH=N-), 1512.4(asCOO), 1295.3(sCOO), 475.6(Cu-N),429.3(Cu-O)。

1.3 氨基酸席夫堿類(lèi)小分子探針衍生物電子光譜的檢測(cè)

以CHCl3:C2H5OH=1:1的混合溶液為溶劑，氨基酸席夫堿金屬配合物配制溶液濃度為5.0×10-4mol/L，靜置，分別在熒光分光光度計(jì)和紫外分光光度計(jì)上進(jìn)行檢測(cè)。紫外可見(jiàn)光譜測(cè)試條件：室溫，樣品池為1 cm×1 cm×1 cm石英池，設(shè)置波長(zhǎng)范圍190～1100 nm，測(cè)試波長(zhǎng)范圍200～700 nm，波長(zhǎng)分辨率為0.1 nm。熒光光譜測(cè)試條件：室溫，激發(fā)波長(zhǎng)λex為451 nm(Sal-Gly金屬配合物)和480 nm(Sal-Met金屬配合物)，樣品池為1 cm×1 cm×1 cm石英池，狹縫寬度5.5 nm，記譜范圍為350～600 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 氨基酸席夫堿類(lèi)小分子探針衍生物的紫外可見(jiàn)光譜

表1 氨基酸席夫堿類(lèi)小分子探針衍生物的紫外可見(jiàn)光譜數(shù)據(jù)

以氯仿和無(wú)水乙醇1:1混合為溶劑作參比，在UV/vis-2450紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)上分別測(cè)定200～700 nm范圍內(nèi)氨基酸席夫堿及其金屬配合物的紫外吸收光譜，所得數(shù)據(jù)如表1所示。化合物4個(gè)主要吸收峰(E2帶、K帶、B帶、R帶)。E2帶是酚羥基中氧原子的P軌道上的孤對(duì)電子與苯環(huán)大π鍵形成的n-π*吸收帶。K帶是亞胺基與苯環(huán)大π鍵的π-π共軛所形成的π-π*吸收帶。B帶是芳香族化合物的特征吸收帶。R帶是亞胺基中的N原子P軌道上的孤對(duì)電子與苯環(huán)大π鍵所形成的n-π*吸收帶，躍遷幾率小，吸收強(qiáng)度弱[10]。當(dāng)金屬離子與不同氨基酸水楊醛席夫堿反應(yīng)后，配合物R帶的λmax值不同，是由于氨基酸席夫堿R基不同所致。

2.2 氨基酸席夫堿類(lèi)小分子探針衍生物的熒光光譜

選擇氨基酸席夫堿金屬配合物溶液的最大激發(fā)波長(zhǎng)355 nm，其發(fā)射光譜如圖2所示。

由圖2可知，Sal-Gly金屬配合物的最大發(fā)射波長(zhǎng)為451 nm左右，Sal-Met金屬配合物的最大發(fā)射波長(zhǎng)在480 nm處，銅配合物的熒光強(qiáng)度與鋅配合物相比很低，原因是金屬配合物的熒光性質(zhì)與過(guò)渡金屬離子的d電子數(shù)直接相關(guān)[11]。當(dāng)d電子未充滿(mǎn)時(shí)，出現(xiàn)了所謂的猝滅效應(yīng)。這是因?yàn)閐電子未滿(mǎn)時(shí)，配體的電子從激發(fā)態(tài)躍回基態(tài)時(shí)可發(fā)生配體電子向金屬離子d軌道轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，導(dǎo)致躍回到配體基態(tài)的電子數(shù)減少?gòu)亩霈F(xiàn)猝滅效應(yīng)[12]。Cu2+的d電子為d9，由于d軌道未充滿(mǎn)，因此易于發(fā)生氧化還原，傾向于接受配體的電子，達(dá)到d10的全滿(mǎn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因而電子從配體轉(zhuǎn)移到金屬離子d軌道的幾率大，造成配體熒光強(qiáng)度的減弱[13]。鋅配合物的熒光強(qiáng)度較高，原因可能是：一方面，Zn2+與配體的配位增加了分子結(jié)構(gòu)的剛性從而使熒光增強(qiáng)；另一方面，Zn2+的d電子為全充滿(mǎn)的d10狀態(tài)，具有較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以Zn配合物熒光強(qiáng)度較配體的更強(qiáng)[14]。

圖2 樣品的熒光光譜

3 結(jié) 論

本文對(duì)Sal-Gly和Sal-Met金屬化合物的紫外可見(jiàn)光譜和熒光光譜進(jìn)行了研究。所得的結(jié)果表明席夫堿的結(jié)構(gòu)對(duì)光譜性質(zhì)的變化有著重要的影響。

氨基酸席夫堿化合物的紫外可見(jiàn)光譜有4個(gè)主要吸收峰(E2帶、K帶、B帶、R帶)，λmax值不同，是由于氨基酸席夫堿R基不同所致；而熒光光譜中，銅配合物的熒光強(qiáng)度與鋅配合物相比很低，原因是金屬配合物的熒光性質(zhì)與過(guò)渡金屬離子的d電子數(shù)直接相關(guān)。