量子化学计算对自由基清除肽的构效关系

为从理论层面探讨自由基清除肽的构效关系,阐述其作用机制,选取十二种自由基清除肽为研究对象,采用半经验AM1和密度泛函理论(DFT)等方法进行量子化学计算,并通过体外自由基清除实验测定它的活性,将理论计算值和实验测定值进行分析比对。结果表明,Trp的吲哚结构、Tyr的酚羟基结构、Ser与Thr的羟基结构、His的杂环结构,以及氨基的氮原子、羧基的氧原子和肽键都是极其重要的活性位点,对RSP清除自由基发挥着极大的作用;RSP清除自由基活性强弱顺序与RSP清除DPPH·的能力顺序大致相同,推测能通过能隙值判断多肽清除DPPH·的能力强弱。     

4种异黄酮抗氧化活性的构效关系

为探究异黄酮类化合物抗氧化活性的构效关系,以染料木素、大豆苷元、橙桑黄酮、奥沙京4 种异黄酮类分子为代表展开研究。测定了4 种分子的体外抗氧化活性,并与文献报道进行分析比对。对4 种分子进行分子模拟,得到稳定的优势构象并对其进行相关量子化学计算。结果分析表明,4 种异黄酮分子清除自由基能力与其酚羟基位置电子转移和脱氢能力有关,前线分子轨道能直观地展现抗氧化物的分子活性部位,而能隙和自由基生成热能准确表征4 种异黄酮分子抗氧化活性顺序,对于4 种分子的多羟基位自由基生成热分析可知,4’-OH是染料木素和大豆苷元最主要的羟基活性部位,3’-OH是橙桑黄酮和奥沙京最主要的羟基活性部位,4’-OH和3’-OH可分别作为表征这4 种分子清除自由基活性的位点。     

类胡萝卜素清除自由基活性构效关系

为探讨类胡萝卜素结构对其自由基清除能力的影响,采用四种自由基清除方法分别测定β-胡萝卜素、叶黄素、虾青素、番茄红素的自由基清除能力,对十三种类胡萝卜素进行了量子化学计算,通过AM1法对其结构进行初步优化后,再用密度泛函方法(Density functional theory,DFT)在B3LYP/6-311(d,p)水平上进一步优化计算。结果表明,不同种类类胡萝卜素对不同的自由基清除能力不同,虾青素最强,其次是番茄红素、叶黄素,β-胡萝卜素最弱;根据前线轨道能级差、NPA净电荷分布发现,类胡萝卜素多个共轭双键的特殊结构是其具有自由基清除能力的重要原因,其端环上的基团能够促进分子的活性,酮基是对其活性影响最大的基团,其次是羟基与环氧基,这与实验结果相吻合,表明前线轨道能级差、NPA电荷分布是表征类胡萝卜素自由基清除能力的重要参数。     

量子化学计算在天然抗氧化物研究中的应用

量子化学(quantum chemistry)是应用量子力学的基本原理和方法来研究原子、分子体系中的各种物化现象及其内在规律的一门学科,因其涉及到原子、分子层面,可以揭示化学反应本质,因此非常适合于物质间相互作用机制和原理的研究,而量子化学计算是实现该研究的具体途径和方法。本文介绍了自由基和天然抗氧化物的种类,总结了抗氧化物清除自由基的机制;并介绍了量子化学计算的原理及相应计算方法,归纳了与清除自由基活性相关的量子化学参数及其表征意义,展望了今后量子化学计算在抗氧化剂构效关系研究中的发展趋势及前景。     

黑曲霉所产α-L-鼠李糖苷酶酶学性质及其在异槲皮素制备上应用

本文前期筛选得到一株产α-L-鼠李糖苷酶的黑曲霉,并利用该酶转化芦丁制备异槲皮素。该黑曲霉在以芦丁作为诱导剂的培养基中生长,对发酵液用70%硫酸铵沉淀,透析得到α-L-鼠李糖苷酶的粗酶液,酶活为798 U/m L,用此酶液对芦丁进行水解制得异槲皮素。采用SDS-PAGE电泳测定粗酶液的酶蛋白分子量为55 k Da,经优化该酶的最适温度为55℃,最适p H为5.5,在此条件芦丁转化45 min后的转化率高达到95%以上。用柱层析处理能得到纯度99%以上的异槲皮素。该酶同样具有良好的热稳定性和高催化活性。本研究可为α-L-鼠李糖苷酶用于天然产物的脱糖基化这一类生物转化提供有效借鉴。