L-丙氨酰-L-谷氨酰胺-Zn2+螯合物制备及表征

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短肽和氨基酸的自由氨基上的-NH2、羧基上的-C=O等均可与具空轨道的金属离子产生配位键,形成螯合物。其生物利用率高,毒性小,生化稳定性良好。目前采用半微量相平衡法、固相合成法等制备螯合物。本文采用透析平衡法,以L-丙氨酰-L-谷氨酰胺(L-Ala-L-Gln)和ZnSO4·7H2O为原料,制备L-丙氨酰-L-谷氨酰胺-Zn2+冻干粉,表征其主要理化及其生化性质。实验结果表明,在60℃下反应1.5h,L-丙氨酰-L-谷氨酰胺和ZnSO4·7H2O在水溶液中发生配位反应,形成螯合溶液。L-丙氨酰-L-谷氨酰胺-Zn2+螯合溶液透析30h达到平衡,平衡时Ala-Gln与Zn2+的摩尔比是2:1。对其进行冷冻干燥,获得Ala-Gln-Zn2+稳定螯合物。Ala-Gln-Zn2+的XRD与Ala-Gln的相比,衍射数据中前三强线发生了明显的变化,说明其物相发生了变化;与Ala-Gln相比,Ala-Gln-Zn2+的差热-热重图在67.22℃出现了结晶水的吸热峰,232.67℃、366.1℃处的吸热峰移至279.4℃、537.3℃,吸热峰温度升高;与Ala-Gln的相比,Ala-Gln-Zn2+的红外光谱在波数为3411.1cm-1、1111.81 cm-1处-NH2、-NH-的特征吸收峰发生蓝移,强度减弱,1649.5 cm-1、1608.53 cm-1处的-C=O的伸缩振动峰发生蓝移,强度减弱,3334.28cm-1处-OH伸缩振动吸收峰消失,说明Ala-Gln上的-NH2、-NH-、-C=O、-OH均可能参与相互作用;螯合物的1H-核磁共振图与Ala-Gln的相比,δ=12.57ppm处-OH上H的信号峰消失,-CH-、-NH-的信号峰的峰面积增大,同时-CH-的信号峰向高场移动。因此,Ala-Gln-Zn2+的配位机制是:两个L-丙氨酰-L-谷氨酰胺二肽与Zn2+螯合,Ala-Gln上羧基的-OH与Zn2+形成离子键,其H消失,羧基的-C=O及相邻-NH-的N分别与Zn2+发生配位,形成稳定的五元螯合环。原子力显微扫描指出,大量出现的单一弯曲链状结构是Ala-Gln分子,而两两组合连接的链状结构,则是Ala-Gln-Zn2+螯合物,且连接两个链状结构、半径约为0.25nm的中心原子是Zn2+,证明Ala-Gln与Zn2+形成配位比为2:1稳定螯合物。用电位滴定法测定得到螯合物的稳定常数为LogK=4.46,比Ala-Gln的稳定常数增大74.2%;测得螯合物的总抗氧化活力为2105.43 U/moL,抗超氧阴离子活力为2414.38 U/moL,且能够增大超氧物岐化酶的抗氧化活力;测得羧肽酶对螯合物的水解率为4.37%,比Ala-Gln的水解率降低了75%;抗菌实验指出,浓度为0.001g/mL的螯合物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均有明显的抑菌作用。
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