河鲀毒素药理活性和热性质密度泛函研究

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1、第42卷第12期当代化工Vo1．42．No．122013年12月ContemporaryChemica]IndustryDecember，2013河纯毒素药理活性和热性质密度泛函研究秦文杰，钟爱国(浙江省台州学院医药化工学院，浙江台州316000)摘要：采用密度泛函理论的B3LYP方法在6—31l+G(p)基组上，对河豚毒素(TXX)进行了理论计算，得到了它的分子构型、热力学函数、偶极矩、脂水分配系数、红外光谱、核磁共振光谱、福井函数和前线轨道等信息，并对分子的IR谱和HNMR谱进行了指认。模拟结果表明，TTx为一热力学非常稳定的弱极性且疏水性分子；福井函数和

2、前线轨道计算表明，胍基N和H原子很可能是其发挥药理活性的亲电和亲核反应中心。关键词：河豚毒素；密度泛函理论；药理活性；热力学稳定性中图分类号：O641文献标识码：A文章编号：1671—0460(2013)12—1632—04DensityFunctionalTheoryStudyonPharmacologicalActivityandThermodynamicStabilityofTetrodotoxinQINWen-fie，ZHONGAi-guo(DepartmentofPharmaceuticalChemicalEngineering，TaizhouCol

3、lege，ZhejiangTaizhou316000，China)Abstract：Withdensityfunctionaltheory(DFT)ofB3LYPmethodinthelevelof6—311+G()basisset，tetrodotoxin(TXX)wastheoreticallycalculated，itsinformationwasgot，suchasgasphasemolecularstructure，thermodynamicfunctions，dipolemoment，lipid-waterpartitioncoeficient，i

4、nfraredspectroscopy,nuclearmagneticresonancespectroscopy,Fukuifunctions．frontierorbita1andSOon．AndIRspectraandHNMRspectraofmoleculeswereassigned．Theresultsshowthattetrodotoxinmoleculehasthermodynamicstability,hydrophobicityandweakpolarity；Fukuifunctionsandthefrontierorbitalcalculati

5、onsshowthatguanidineNandHatomsare1ikelytobereactiveelectrophilicandnucleophiliccenter．Keywords：Tetrodotoxin；Densityfunctionaltheory；Pharmacologicalactivitv：Thermodynamicstability河纯毒素(TTX)是鲍鱼类(俗称河豚鱼)及其它及其5个衍生物的结构及分子轨道，并与化学结构生物体内含有的一种生物碱，其毒性比剧毒的氰化不同但药理作用相同的石房蛤毒素(STX)进行了比钠还要高1250多倍，0．5

6、mg即可致人于死命，被较；赵永明等嘲探讨了TTX及其23种类似物的红认为是自然界中毒性最强的非蛋白类毒素。河鲍毒外光谱和核磁共振图谱。1Yrx是迄今为止人类在自素的化学性质稳定，一般烹调手段难以破坏。中毒然界中发现的最为奇特的小分子天然产物之一，不后也缺乏有效的解救措施。另一方面，河豚毒素又仅结构新颖而且性质独特，即使长时间高温加热亦是一种极其珍贵的中枢神经阻断剂，它与毒品海洛不会破坏其化学结构或降低其毒性，但遇碱不稳定，因等中枢神经兴奋剂机理相反，不产生累积效应，易被破坏。TTX的分子结构和原子编号如图1所示。不会成瘾，可用于癌症的介入治疗，医疗临床上具由于

7、原料来源稀有，纯品昂贵，限制了它的实验研有广泛用途。目前，高纯河豚毒素的国际市场售价究。本文选用密度泛函方法在优化结构的基础上，高达每克25万美元，相当于黄金的21333倍。中得到其热力学函数并利用Fukui指数和前线轨道理国是全世界河鱼屯产量最多的国家，占世界河纯总产论，对其易发生的反应部位进行了理论预测，取得量的70％左右。但近年来因食用河豚鱼中毒及致了有意义的结果。残致死事故屡次出现，严重威胁着人们生命安全。1计算方法1970年Tamura等报道了Trx一氢溴酸盐的晶体结构。，潘心富等于1979年首次由河豚卵巢中分离本文对河豚毒素分子采用DFT理论的B3

8、LYP提取出TTx。在理论计算方面，陈