生物无机化学研究进展

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1、生物无机化学研究进展摘要：本文主要叙述了生物无机化学的研究进展。主要从对含有微量元素的蛋口的突变、结构及性质的研究；酶的模拟；无机药物化学；金属元素中毒的研究等四个方面来介绍现在生物无机化学的进展。关键词：牛物无机化学蛋白质螯合剂酶无机药物化学Abstract:Thispaperdescribesthebio-inorganicchemistryresearch.Mainlyfromthestudyofthemutantionstructureandnatureoftheproteinwhatcontaintraceeleme

2、nts;enzymesimulation;inorganicmedicinalchemistry;metalspoisoningstudiestointroducethefouraspectsofbiologicalinorganicchemistryisnowprogress.Keywords:BioinorganicChemistry,Protein,Chelator,EnzymejnorganicMediciinalChemisty生物无机化学是在20世纪60年代逐渐兴起的无机化学和生物化学交叉的领域。它的基本任务是从现

3、象学上以及从分子、原子水平上研究金属与生物配体之间的相互作用。而对这种相互作用的阐明有赖于无机化学和生物化学两门学科水平的高度发展。由于应用理论化学方法和近代物理实验方法研究物质（包括生物分子）的结构、构象和分子能级的飞速进展，使得揭示生命过程中的生物无机化学行为成为可能，生物无机化学正是在这个吋候作为一门独立学科应运而生。通常人们把国际期刊JournalofInorganicBiochemistry的创立（1971年）作为生物无机化学成为一门独立的学科的标志。现在生物无机化学的专业期刊有：JournalofBioinorga

4、micChemistry和BiologicalResearchofRareElementso牛物无机化学主要分为两部分：一是研究生物体木身所含有的微量元素在牛物体内的作用，二是研究从外界导入微量元素对机体的影响。1.研究生物体本身所含有的微量元素的作用1.1含有微量元素的蛋白的突变、结构及性质的研究含有微量元素的蛋白是牛物无机化学中比较偏向于牛物领域的研究对象，做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素离子与蛋H质分子形成的生物配合物，与酶的区别在于含有微量元素的蛋口并不表现催化活性，但却有其他的重要生物功能

5、。现在的科研工作在于发现新的含有微量元素的蛋白，确定其结构、性质。现在比较热门的含有微量元素的蛋白有硒蛋白，因为硒蛋白是微量元素硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式，有关微量元素硒的作用，主要在对癌症、神经退行性疾病和病毒方面报道较多，但结论并不统一。现在主要在探索新的硒蛋口作为预防药物开发、作为癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明、赵镭等通过硫酸钱沉淀、离子交换层析和分子排阻层析等方法，从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,命名为Se-GL-P,并研究了此蛋白的性质、抗氧化活性与其硒含量间的关系。研究发现此蛋片的硒含量，同吋研究了它

6、的主要结构和分子量及该蛋白的硒含量与其抗氧化活性间的关系。研究发现该蛋口的抗氧化活性的提高与其屮硒含量的提高具有相关性［⑹。另外，也有科研组对细胞色素进行研究。如复旦大学官墨蓝、王中华等对细胞色素b5的突变体做了研究。该科研组为了深入了解细胞色素b5的64位氨基酸对血红素辅基微环境及蛋白性质的影响，对细胞色素b5第64位氨基酸残基进行保守性和非保守性突变。研究表明，细胞色素b5第64位氨基酸残基不仅对血红素辅基有稳定作用，同时述对维持蛋白的结构有重要的作用，在64位引入其他氨基酸残基影响了第5个a—螺旋的结构，并通过蛋白肽链的

7、相互作用，使得Trp22所在的Core2结构也受到了较为明显的扰动卩刃。模拟酶的研究就是从酶中挑选出起主导作用的因索来设计合成一些能表现生物功能的、比天然酶简单得多的非蛋口分子，通过研究它们来模拟酶对底物的结合及催化过程，进一步找到控制生化过程的重要因素，追求酶的高效及特异性的依据,从而得到更好的催化剂。现在对于硒酶的研究就是这样。通过对硒酶结构与功能的模拟，人们不仅可以了解硒酶结构与功能的关系，更重要的是可以进一步开发与硒酶相关的创新药物。对于硒酶的合成主要有三种方法，一是对硒酶进行化学模拟，二是对蛋口质进行化学修饰模拟硒酶

8、，三是用基因工程方法转化蛋白质为含硒酶。对硒酶的化学模拟主要集中在硒酶活性中心催化三联体Se-N的相互作用的模拟中。在这个方面主要的方向有I是合成含有多种含有Se-N键的硒酶模拟物，II是设计的模型化合物不直接含有S.N键，而是在硒原子的附近引入氮原子，用分子内的螯合作用间接