水液相下两性α-丙氨酸Mg2+配合物旋光异构的理论研究
2021-01-13张雪娇陈静思丛建民马宏源王佐成
钱 研,张雪娇,刘 芳,陈静思,丛建民,马宏源,王佐成
(1.白城师范学院 传媒学院,吉林 白城 137000;2.白城师范学院 物理学院,吉林 白城 137000;3.白城医学高等专科学校 临床医学系,吉林 白城 137000;4.白城师范学院 生命科学学院,吉林 白城 137000)
α-丙氨酸(α-alanine,α-Ala)是蛋白质的基本单元,生物体内的重要配体.根据旋光性分为左α-丙氨酸(L-α-Ala)和右α-丙氨酸(D-α-Ala),根据构型可分为S型α-丙氨酸(S-α-Ala)和R型α-丙氨酸(R-α-Ala).生命体内L-α-Ala是优构体,有生物活性,D-α-Ala是劣构体,过量的D-α-Ala存在于生命体会导致衰老以及某些疾病[1-3].镁是生命体内宏量金属元素,常以二价阳离子Mg2+的形式存在,氨基酸Mg2+螯合物参与蛋白质的合成和多种酶促反应[4-5].有研究[6]表明,氨基酸Mg2+螯合物具有很好的稳定性,水液相下的两性氨基酸与Mg2+螯合物的稳定性好于中性氨基酸Mg2+螯合物.
α-Ala的手性特征使其金属离子配合物也具有手性,旋光性不同的手性分子可能具有截然不同的生物效应.某种旋光性的手性分子对生命体具有生物活性,但其手性对映体则无用甚至有害,因此,对手性分子消旋反应的研究极为重要.
基于手性分子旋光异构的重要性,课题组对α-Ala的稳定性及其金属配合物旋光异构进行了大量的研究.密度泛函理论研究表明,气相α-Ala中性的构象稳定,具有氨基和羧基间单氢键的α-Ala构象最稳定,通常不能消旋;水分子(簇)的催化可使气相α-Ala微量消旋;水液相环境下两性α-Ala构象最稳定,分布占优势,可少量地消旋;氢氧根离子对水液相下两性α-Ala消旋反应有促进作……
