稀土钐水杨醛氨基酸Schiff碱配合物与BSA相互作用研究

稀土钐水杨醛氨基酸Schiff碱配合物与BSA相互作用研究
摘要：用荧光光谱法和紫外一可见吸收光谱法研究了稀土钐水杨醛氨基酸Schiff碱配合物（[SmC16H12NO4CIH20].H2O）与牛血清白蛋白（BSA）作用的机理，结果表明，配合物对BSA有较强的荧光猝灭作用，根据Stern-V olmer方程和猝灭常数Ksv随温度的升高而减小，表明配合物与BSA的作用机理是由于形成基态复合物所引起的静态猝灭，根据双对数方程计算了不同温度下结合常数KA、结合位点数n；根据Forster非辐射能量转移理论求出BSA与配合物间的结合距离；用同步荧光光谱法探讨了配合物对BSA构象的影响。

关键词：稀土配合物；Schiff碱；牛血清白蛋白；荧光光谱
Schiff碱及其衍生物可作为螯合剂、稳定剂、生物活性剂、聚合物改性剂和催化剂等，因而广泛地应用于化工生产和科学研究。

尤其是这类物质的抗癌、抗肿瘤、抗病毒、抑菌等生物活性，倍受科学工作者的关注。

氨基酸是人体中不可缺少的物质，具有营养和治疗双重作用；氨基酸与活性羰基化合物缩合形成的Schiff碱将有可能将抗癌基运载到癌变细胞内，从而增大杀伤癌变细胞的选择性。

稀土具有抗凝血、降血糖、消炎杀菌和抗癌作用，临床上已使用了稀土抗血栓药，稀土烧伤膏，并且还用于癌症的诊断和治疗。

由于稀土与Schiff碱都具有抑菌和抗癌作用，合适的稀土金属离子和氨基酸Schiff碱相结合，将有可能形成具有非凡生物活性的物质。

这类物质的生物活性若得到临床验证，将有可能产生一系列杀菌和抗癌的新药物。

因此，探讨稀土与氨基酸Schiff碱形成配合物具有更重要的生物及生理学意义。

在生物体中，蛋白质是极为重要的生命物质，在生命的运动和发展中起着关键性的作用，血清白蛋白是血浆中含量最丰富的蛋白质，它不仅对维持渗透压起重要作用，而且能与进入血液中的多数内源性和外源性物质如药物等进行可逆的结合，从而起到在体内转运的作用。

研究药物与血清白蛋白的相互作用对了解药物的作用机制具有重要的意义。

而牛血清白蛋白（BSA）与人血清白蛋白非常相似，所以BSA现已被广泛用作模型蛋白质来考察与药物的相互作用。

药物分子与BSA相互作用方面已经有大量报道，随着稀土和过渡金属医用技术的发展，这些离子进入人体内的概率增加，探讨这些元素在生物体内的生理作用和配位作用就显得非常必要。

近年来氨基酸Schiff碱及其金属配合物的研究相当活跃。

而稀土氨基酸Schiff碱配合物与BSA作用方面报道甚少，所以本文报道了稀土钐水杨醛酪氨酸Schiff碱配合物与BSA的作用机理。

希望为稀土资源在药物方面的作用提供一些有用的信息。

l 实验部分
1.1 仪器与试剂
日本日立公司F-4500型荧光光谱仪；日本岛津UV-3010-PC型紫外一可见
分光光度计；上海精密科学仪器有限公司FA2004A型电子天平；南京桑力电子设备厂SYQ型智能数字恒温控制器。

0.05 mol/L Tris-HCI缓冲溶液（pH=7.4）；BSA（武汉亚法生物技术有限公司，纯度>98%），用Tris-HCI缓冲溶液配成浓度为1.O×10-4 mol/L的储备液，保存于4℃条件下备用。

配合物[SmC16 Hl2 N04 CIH20].H2O用DMF配成1×10-3 mol/L 溶液备用，其余试剂均为分析纯，实验中所用水均为二次蒸馏水。

1.2 实验方法
1.2.1 配合物的合成及表征
配合物的合成与表征见文献。

1.2.2 配合物与BSA作用的荧光光谱研究
固定BSA的浓度为 1.OX 10-s mol/L，改变配合物的浓度（0～4.O×lO-5 mol/L），在激发波长280nm，狭缝宽度2.5 nm.扫描发射波长290～450 nm范围内的荧光发射光谱。

实验温度分别为25℃，31℃，37℃。

改变发射波长与激发波长间的波长差AA，分别在和时记录同步荧光光谱。

2 结果与讨论
2.1 配合物对BSA的荧光猝灭光谱
BSA由于其自身的色氨酸残基和酪氨酸残基而产生内源荧光。

当激发波长为280nm时，配合物在290～450nm范围内无荧光。

固定BSA的浓度，改变配合物的浓度，分别在298K，304K，310K时测得配合物对BSA的荧光猝灭光谱图相似。

图1为298K条件下测得的配合物对BSA的荧光猝灭光谱图。

由图1可知，随配合物浓度的增加（所加配合物浓度很小，可忽略稀释效应），BSA的内源荧光产生有规律的猝灭，说明配合物与BSA之间有明显的相互作用。

2.2 配合物对BSA的猝灭机理
荧光猝灭过程通常可分为动态猝灭和静态猝灭，动态猝灭是猝灭剂与荧光物质的激发态分子之间的相互作用过程；静态猝灭是猝灭剂与荧光物质的基态分子之间的相互作用，此过程中生成不发光的配合物，从而导致荧光物质荧光强度降低的过程。

若为动态猝灭，其作用过程遵循Stern-V olmer方程：
式中，-未加猝灭剂时的荧光强度；F-加入猝灭剂后的荧光强度；一猝灭过程的速率常数；-没有猝灭剂存在时荧光分子的平均寿命；Ksv-Stern-V olmer 常数；co-猝灭剂的浓度。

假设配合物对BSA的猝灭机理是动态猝灭过程，根据Stern-V olmer方程，以Fo /F对cQ作图（见图2）。

由图2可求得不同温度下的线性回归方程和相关系数（见表1）。

由于生物大分子荧光平均寿命r。

大约为10-8 s，求得猝灭速率常数Kq远大于各种猝灭体对生物大分子的最大扩散猝灭常数（2×1010moI/L），从表l可知，猝灭常数Ksv 随着温度的升高而减小，说明配合物对BSA的荧光猝灭并不是由扩散控制的动态猝灭，而是形成了基态复合物所引起的静态猝灭。