光谱法研究高铁肌红蛋白活性中心与一氧化氮的配位反应
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合过程 ［ １ ］ ，以动力学方法和理论计算方法居多 。
Baidu Nhomakorabea
肌红蛋 白（ ｍｙ ｏ ｇ ｌ ｏ ｂ ｉ ｎ ，Ｍｂ ） 除在 肌 肉中具 有存储 氧气 功
能外 ，还具 有调节细胞 内 ＮＯ浓度 的功能 ，是心 脏和具有 氧 化性骨骼 细胞 中重要 的 Ｎ Ｏ“ 清 道夫 ” ＿ ３ ］ 。所 以，探讨 血红 素 类蛋 白与 Ｎ ０ 的作用对于生命活动正 常进行有着重要 的生理 意义 。近年来 ， 关 于 Ｍｂ与 ＮＯ的报 道非 常活跃 ，但 大都 是 集 中在 Ｍ ｂ （ Ⅱ） 与 Ｎ０ 的研 究 Ｌ ４ ’ ５ １ ，而 对 于 Ｍｂ （ １ １ １ ） 与 Ｎ０ 的 研究相对较少 ，有关 外界 因素对 Ｍｂ （ １ １ １ ） 与 ＮＯ配位 平衡 影 响 的研究 ，国 内 尚未 见 报道 ，国外 的研 究 也 多 集 中 在 Ｍｂ
文献标识码 ：Ａ Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ４ ￣． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ０ ５ ９ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ７ — １ ９ ６ ７ — ０ ６ （ １ ］ Ｉ ） 与 ＮＯ配位的动力学［ ６ ］ 研究 。
中图分类号 ： ０６ ５ ７ ． ３
引 言
１ １ ６ ６ ２ ２
摘
要
蛋 白质与 配体 作 用 的瞬 时性对 调 节 生物 功能 的正 常发 挥 至关 重要 。采 用 紫外一 可 见 吸收 光谱 法
（ ＵＶ － Ｖｉ ｓ ） 和圆二色光谱法 （ Ｃ Ｄ） 研究 了高铁肌红蛋 白（ ｍｅ ｔ Ｍｙ ｏ ｇ ｌ ｏ ｂ ｉ ｎ ， ｍｅ ｔ Ｍｂ ） 与一氧化 氮 的配位反应过 程 ， 论证 了 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 Ｎ ０配位反应机理 以及影 响配 位反应 的因素 。结果表 明 ： ｍｅ ｔ Ｍｂ能与 Ｎ ０发 生配位反 应 ， ４ ２ ０ ， ５ ３ ４和 ５ ６ ８ ｎ Ｉ ｎ处特征峰 的出现 ，表明 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 ＮＯ结合并生 成一种新 的配合 物——亚 硝基 高铁 肌红
仪器厂） 。 试剂： 马心肌红蛋 白样 品 （ 纯度 在 ９ ６ 以上 ，购 于美 国
Ｓ ｉ ｇ ｍａ 公 司） ，Ｕｖ＿ ｖｉ ｓ吸 收光 谱 特征 峰 表 明其 几 乎 全部 为 ｍｅ ｔ Ｍｂ ［ ，使用时将 其配制成 １ ×１ ０ ｔ ｏｏ ｌ ・Ｌ 的储备 液 ，
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ４ — １ ５ 。 修订 日期 ：２ ０ １ ４ — ０ ８ — １ ５
仪器 ： ７ － ５ ６ ０型紫外一 可见光谱仪 （ 日本 Ｊ ＡＳ Ｃ Ｏ公 司） ； Ｊ 一 ８ １ ０型圆二色光谱仪 （ 日本 Ｊ ＡＳ Ｃ Ｏ公司 ） ； 制冷和加热循环器 （ Ｆ － １ ２ ， 德国Ｊ ｕ ｌ ａ ｂ ｏ 公 司） ；ｐ Ｈ计 （ Ｐ ＨＳ Ｊ 一 ４ Ａ，上海 雷磁分析
第３ ５ 卷， 第７ 期
２ ０ １ ５年 ７月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖｏ １ ． ３ ５ ， Ｎｏ ． ７ ， ｐ ｐ １ ９ ６ ７ — １ ９ ７ ２
Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
的 铁 原 子 发 生 配 位 反 应 而 对 蛋 白二 级 结 构 影 响甚 微 。探 讨 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 ＮＯ配 位 反 应 机 制 对 于 进 一 步 研 究 生 物
体 内 Ｎ０功能的发挥有着重要 的指导意义 。
关键词
高铁肌红蛋 白； 一 氧化 氮 ； 亚硝基高铁肌红蛋 白；配位反应
蛋 白质 是生命 体最基本的结构和功能基础 ， 是各 种生命
活 动的首要 “ 执行者” 和终极“ 控制者 ” ， 几乎 参与并影 响生物
采用光谱法研究 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 ＮＯ 的配位 反应 过程 ，同时 考察不同的外界因素对 ｍｅ ｔ Ｍｂ和 ＮＯ配位反应平衡 的影响 ，
找出 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 ＮＯ配位反 应 的最佳条 件 ，并根 据实 验数据 提出一种 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 Ｎ Ｏ配 位反 应机理 。本 实验 可为 生物体 内 Ｍｂ （ １ ］ Ｉ ） 对 ＮＯ活性 的调节 ，提供可靠的实验基 础。
Ｊ ｕ ｌ ｙ，２ ０ １ ５
光谱 法研 究 高铁 肌 红 蛋 白活 性 中心 与一 氧化 氮 的 配位 反应
唐 乾Ｌ ，张 越 ，曹洪玉 ，史珊珊 ，郑学仿
１ ．辽宁省生物有机化学重点实验室 ，辽宁 大连
２ ．大 连 大 学 生命 科 学 与技 术 学 院 ，辽 宁 大 连
１ １ ６ ６ ２ ２
体 内所有 生命 活动 。 蛋 白质与配体作用 的瞬时性对调 节生物 功 能的正常发挥至关 重要 。 生命体 内蛋 白质 与配体 的研究备
受关 注 ， 关 于血 红素 类 蛋 白质 与生 物 活性 小 分 子 （ ０２ ，Ｃ Ｏ
１ 实验部分
１ ． １ 仪 器 与 试 剂
等） 的研 究 已成为焦点 ，研究 多集 中在 配体 的光解离 与再 结
蛋 白（ ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｓ ｙ ｌ ｍｅ ｔ ｍｙ ｏ ｇ ｌ ｏ ｂ ｉ ｎ ，ｍｅ ｔ Ｍｂ ＮＯ） 。随着时间的推移 ， 溶液 中 ＮＯ浓度逐渐 减小 ， ｍｅ ｔ Ｍｂ Ｎ Ｏ配合物 中
Ｆ ｅ —Ｎ配位键在大量 Ｈ ０分 子的进攻 下断裂 ， Ｎ Ｏ慢慢地脱离 ， ｍｅ ｔ Ｍｂ Ｎ Ｏ配合物完成解离过程并重新生成
ｍｅ ｔ Ｍｂ 。 实验 中还发现 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 Ｎ Ｏ配位反应 的进行受到缓 冲介质类型 、 离子强度 、ｐ Ｈ及温度等外界 因素 的影响 。 并且在 ０ ． ０ １ ｍｏ ｌ ・ Ｌ 磷酸盐缓 冲液近 中性条件时 ，ｍｅ ｔ Ｍｂ与 ＮＯ配位反应最先达到平衡 ；当温度 较低为 ２ ８ ０ Ｋ时 ， 更易于 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 Ｎ ０配位反应 的进行 。此外 ，Ｃ Ｄ数据 表明 ＮＯ只与 ｍｅ ｔ Ｍｂ血红素 中心
Baidu Nhomakorabea
肌红蛋 白（ ｍｙ ｏ ｇ ｌ ｏ ｂ ｉ ｎ ，Ｍｂ ） 除在 肌 肉中具 有存储 氧气 功
能外 ，还具 有调节细胞 内 ＮＯ浓度 的功能 ，是心 脏和具有 氧 化性骨骼 细胞 中重要 的 Ｎ Ｏ“ 清 道夫 ” ＿ ３ ］ 。所 以，探讨 血红 素 类蛋 白与 Ｎ ０ 的作用对于生命活动正 常进行有着重要 的生理 意义 。近年来 ， 关 于 Ｍｂ与 ＮＯ的报 道非 常活跃 ，但 大都 是 集 中在 Ｍ ｂ （ Ⅱ） 与 Ｎ０ 的研 究 Ｌ ４ ’ ５ １ ，而 对 于 Ｍｂ （ １ １ １ ） 与 Ｎ０ 的 研究相对较少 ，有关 外界 因素对 Ｍｂ （ １ １ １ ） 与 ＮＯ配位 平衡 影 响 的研究 ，国 内 尚未 见 报道 ，国外 的研 究 也 多 集 中 在 Ｍｂ
文献标识码 ：Ａ Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ４ ￣． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ０ ５ ９ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ７ — １ ９ ６ ７ — ０ ６ （ １ ］ Ｉ ） 与 ＮＯ配位的动力学［ ６ ］ 研究 。
中图分类号 ： ０６ ５ ７ ． ３
引 言
１ １ ６ ６ ２ ２
摘
要
蛋 白质与 配体 作 用 的瞬 时性对 调 节 生物 功能 的正 常发 挥 至关 重要 。采 用 紫外一 可 见 吸收 光谱 法
（ ＵＶ － Ｖｉ ｓ ） 和圆二色光谱法 （ Ｃ Ｄ） 研究 了高铁肌红蛋 白（ ｍｅ ｔ Ｍｙ ｏ ｇ ｌ ｏ ｂ ｉ ｎ ， ｍｅ ｔ Ｍｂ ） 与一氧化 氮 的配位反应过 程 ， 论证 了 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 Ｎ ０配位反应机理 以及影 响配 位反应 的因素 。结果表 明 ： ｍｅ ｔ Ｍｂ能与 Ｎ ０发 生配位反 应 ， ４ ２ ０ ， ５ ３ ４和 ５ ６ ８ ｎ Ｉ ｎ处特征峰 的出现 ，表明 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 ＮＯ结合并生 成一种新 的配合 物——亚 硝基 高铁 肌红
仪器厂） 。 试剂： 马心肌红蛋 白样 品 （ 纯度 在 ９ ６ 以上 ，购 于美 国
Ｓ ｉ ｇ ｍａ 公 司） ，Ｕｖ＿ ｖｉ ｓ吸 收光 谱 特征 峰 表 明其 几 乎 全部 为 ｍｅ ｔ Ｍｂ ［ ，使用时将 其配制成 １ ×１ ０ ｔ ｏｏ ｌ ・Ｌ 的储备 液 ，
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ４ — １ ５ 。 修订 日期 ：２ ０ １ ４ — ０ ８ — １ ５
仪器 ： ７ － ５ ６ ０型紫外一 可见光谱仪 （ 日本 Ｊ ＡＳ Ｃ Ｏ公 司） ； Ｊ 一 ８ １ ０型圆二色光谱仪 （ 日本 Ｊ ＡＳ Ｃ Ｏ公司 ） ； 制冷和加热循环器 （ Ｆ － １ ２ ， 德国Ｊ ｕ ｌ ａ ｂ ｏ 公 司） ；ｐ Ｈ计 （ Ｐ ＨＳ Ｊ 一 ４ Ａ，上海 雷磁分析
第３ ５ 卷， 第７ 期
２ ０ １ ５年 ７月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖｏ １ ． ３ ５ ， Ｎｏ ． ７ ， ｐ ｐ １ ９ ６ ７ — １ ９ ７ ２
Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
的 铁 原 子 发 生 配 位 反 应 而 对 蛋 白二 级 结 构 影 响甚 微 。探 讨 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 ＮＯ配 位 反 应 机 制 对 于 进 一 步 研 究 生 物
体 内 Ｎ０功能的发挥有着重要 的指导意义 。
关键词
高铁肌红蛋 白； 一 氧化 氮 ； 亚硝基高铁肌红蛋 白；配位反应
蛋 白质 是生命 体最基本的结构和功能基础 ， 是各 种生命
活 动的首要 “ 执行者” 和终极“ 控制者 ” ， 几乎 参与并影 响生物
采用光谱法研究 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 ＮＯ 的配位 反应 过程 ，同时 考察不同的外界因素对 ｍｅ ｔ Ｍｂ和 ＮＯ配位反应平衡 的影响 ，
找出 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 ＮＯ配位反 应 的最佳条 件 ，并根 据实 验数据 提出一种 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 Ｎ Ｏ配 位反 应机理 。本 实验 可为 生物体 内 Ｍｂ （ １ ］ Ｉ ） 对 ＮＯ活性 的调节 ，提供可靠的实验基 础。
Ｊ ｕ ｌ ｙ，２ ０ １ ５
光谱 法研 究 高铁 肌 红 蛋 白活 性 中心 与一 氧化 氮 的 配位 反应
唐 乾Ｌ ，张 越 ，曹洪玉 ，史珊珊 ，郑学仿
１ ．辽宁省生物有机化学重点实验室 ，辽宁 大连
２ ．大 连 大 学 生命 科 学 与技 术 学 院 ，辽 宁 大 连
１ １ ６ ６ ２ ２
体 内所有 生命 活动 。 蛋 白质与配体作用 的瞬时性对调 节生物 功 能的正常发挥至关 重要 。 生命体 内蛋 白质 与配体 的研究备
受关 注 ， 关 于血 红素 类 蛋 白质 与生 物 活性 小 分 子 （ ０２ ，Ｃ Ｏ
１ 实验部分
１ ． １ 仪 器 与 试 剂
等） 的研 究 已成为焦点 ，研究 多集 中在 配体 的光解离 与再 结
蛋 白（ ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｓ ｙ ｌ ｍｅ ｔ ｍｙ ｏ ｇ ｌ ｏ ｂ ｉ ｎ ，ｍｅ ｔ Ｍｂ ＮＯ） 。随着时间的推移 ， 溶液 中 ＮＯ浓度逐渐 减小 ， ｍｅ ｔ Ｍｂ Ｎ Ｏ配合物 中
Ｆ ｅ —Ｎ配位键在大量 Ｈ ０分 子的进攻 下断裂 ， Ｎ Ｏ慢慢地脱离 ， ｍｅ ｔ Ｍｂ Ｎ Ｏ配合物完成解离过程并重新生成
ｍｅ ｔ Ｍｂ 。 实验 中还发现 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 Ｎ Ｏ配位反应 的进行受到缓 冲介质类型 、 离子强度 、ｐ Ｈ及温度等外界 因素 的影响 。 并且在 ０ ． ０ １ ｍｏ ｌ ・ Ｌ 磷酸盐缓 冲液近 中性条件时 ，ｍｅ ｔ Ｍｂ与 ＮＯ配位反应最先达到平衡 ；当温度 较低为 ２ ８ ０ Ｋ时 ， 更易于 ｍｅ ｔ Ｍｂ与 Ｎ ０配位反应 的进行 。此外 ，Ｃ Ｄ数据 表明 ＮＯ只与 ｍｅ ｔ Ｍｂ血红素 中心