铁酞菁类衍生物作为过氧化物模拟酶催化过氧化氢的方法研究文献综述

 2022-12-12 19:47:06

开题报告内容:

一、研究现状及其意义

1、过氧化物模拟酶的研究现状

过氧化物酶(POD)是一种以血红素为辅基,参与生物体内生理代谢的天然酶。以辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)为代表的过氧化物酶及模拟酶在其结构、化学性质及应用研究方面多有报道。HRP是从辣根中提取的过氧化物酶,其分子中含有的血红素辅基为二价铁卟啉化合物,此即HRP的活性中心。而铁酞菁类衍生物结构与铁卟啉类化合物相似,在很多条件下,能起到与铁卟啉类化合物相似的酶催化作用,故可作为辣根过氧化物酶的模拟酶使用。HRP除了价格昂贵、容易失活和提纯困难以外,在酶法免疫分析中,不利于抗原和抗体之间的反应,而且标记过程复杂。因此,在实际生产中,人们更青睐于那些具有酶催化功能的模拟酶,并且,随着模拟酶的不断发展,它所表现出来的优势也越来越明显。因此,对天然酶的模拟成为一个很有意义的研究领域。

目前对过氧化物模拟酶的研制主要是根据HRP的结构特点,制备能模拟HRP催化特性的小分子化合物模拟物。过氧化物模拟酶主要包括自然酶和化学合成酶。自然酶有模拟HRP催化活性的血红蛋白、肌红素、漆酶、叶绿素、维生素B12、细胞色素C及生物小分子氯化血红素(hemin)或高羟氯化血红素(hamin);合成的过氧化物酶主要包括可溶性金属卟啉化合物、金属酞菁化合物、席夫碱金属络合物和化学修饰的过氧化物模拟酶(如化学修饰的PEG-HRP hemin-BSA)、固定化酶(如MTTP4 -resin 及HRP-chitosan beads)。在化学合成的过氧化物模拟酶中,以金属卟啉化合物研究较多。这不但是因为卟啉分子为HRP催化部位的主要结构模型,而且具有合成简单、其结构周边功能团的位置和方向可以加以控制、轴向配体周围的空间大小和相互作用方向控制余地较大等特点。目前主要是在卟啉周边取代基、轴向配体的引入及中心离子的改变上入手,合成过氧化物酶的模拟物。研究表明:金属卟啉模拟酶中心离子的电子结构和氧化态以及其金属卟啉对额外配位体的亲合力决定着酶的活性,但活性一般比HRP要低。

本课题采用紫外-可见分光光度法来探讨八羧基铁酞菁(FeOCPc)作为过氧化物模拟酶催化过氧化氢()氧化一些显色底物的反应情况,为研究金属酞菁类模拟酶催化的氧化反应提供了借鉴。

  1. 铁酞菁类化合物研究现状

①铁酞菁类化合物的结构:

酞菁化合物具有独特的二维p-pi;共轭大环体系,内环为八个碳原子和八个氮原子交替连接,形成一个十六个pi;电子的环状轮烯发色体系。酞菁环可以与铁原子结合,铁原子取代平面分子中心的两个氢原子形成铁酞菁配合物(图1.1),铁酞菁周边的四个苯环上的十六个氢原子又可以被许多其它的原子或原子团取代,结果派生出了许多不同的铁酞菁类衍生物,迄今为止,人们已制备了逾五千种酞菁类化合物。

图1.1

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