煙酰胺輔酶負氫轉移機理和糖苷水解反應研究.pdf

1、當代生物化學研究領域中非?；钴S而又非常重要的方向就是有關生物功能分子的模擬研究。隨著科學的飛速發(fā)展，人們對生物功能分子的結構認識不斷深入，更希望在此基礎上清楚了解這些物質(zhì)究竟是如何發(fā)揮作用的。本文追蹤當代生物化學研究的熱點，從熱力學角度出發(fā)，旨在對煙酰胺輔酶(NAD(P)H)負氫轉移機理和糖苷鍵性質(zhì)展開化學基礎研究。 煙酰胺輔酶(NAD(P)H)是生命體內(nèi)最重要的氧化還原輔酶之一，據(jù)報道參與體內(nèi)400多個氧化還原反應。雖然輔酶的氧化還

2、原中心結構人們已經(jīng)確定為1,4-二氫吡啶，然而輔酶與它的1,2-二氫異構體之間的差異以及負氫轉移的機理，仍然有待進一步研究探索。 本文首先通過熱動力學相結合的方法，詳細考察了1,4-/1,2-二氫吡啶化合物的差異所在。結果表明，1,4-二氫吡啶化合物能夠構成完整的氧化還原循環(huán)體系是它的優(yōu)勢所在。在輔酶負氫轉移機理的研究中，首先考察了模型化合物在乙腈中的基元步驟熱力學驅(qū)動力。結果顯示，1-取代苯基-l,4二氫煙酰胺(PNAH)隨取代基拉

3、電子效應的遞減推電子效應的漸增，負氫轉移優(yōu)勢也由負氫一步轉移漸變?yōu)镠<'·>-e<'->更為有利。在多步負氫轉移過程中，均以e<'->-H<'+>-e<'->最為可行。最后將研究推進到在緩沖溶液中考察NAD(P)H輔酶本身負氫轉移機制。第一次得到了NADH和NADH<'·+>在水溶液中的C<，4>-H鍵的異裂能和均裂能，這必將為更好的理解NADH/NAD<'+>輔酶在體能如何行使功能提供線索。NADH的C<，4>-H鍵異裂能不太大，說明

4、它是比較好的負氫給體:相對較大的均裂能表明NADH并不是個良好的氫原子給體。那么體內(nèi)的氫原子轉移應該甚少發(fā)生在NADH和它的受體之間。當在所有的多步機理中，e<'->-H<'+>-e<'->是最為可能的。糖類化合物是生命體內(nèi)至關重要的四大基本物質(zhì)之一，同人類的生命活動棲息相關密不可分。糖苷水解反應是非常重要而經(jīng)典的研究課題，是人們了解糖苷以及糖苷鍵性質(zhì)常用的模型反應。然而糖水解反應的歷程至今仍然未有定論。本文以取代苯酚α/β葡萄糖苷和半

5、乳糖苷為模型，通過實驗和理論計算相結合的方法獲得了糖苷穩(wěn)定性以及糖苷鍵性質(zhì)等重要基礎信息。結果表明，實驗結果和理論計算兩個方面共同表明在所選四個系列糖苷模型水解反應發(fā)生時，都更傾向關鍵的斷鍵步驟發(fā)生在糖苷C<,1>-O<,1>鍵上，生成糖環(huán)端基碳正離子；糖環(huán)上C<,4>-OH處于平伏鍵更有利于糖苷結構的穩(wěn)定；糖配基上連有給電子取代基有助于穩(wěn)定糖苷，連有拉電子基團則活化糖苷鍵利于斷鍵。本工作能夠為更清楚地理解糖苷鍵性質(zhì)和煙酰胺輔酶(NAD