水楊醛縮氨基硫脲配合物與牛血清蛋白的弱相互作用研究

何江龍，吳建麗，周 芳，徐 昊，李優優

(黃河科技學院 醫學院，河南 鄭州 450000)

席夫堿是由氨基與活潑的羰基這兩類物質通過脫水縮合而形成的含有烷亞氨基(RC=N)或亞氨基(HC-N)的一類有機高分子化合物[1-2]。席夫堿中由于有C-N鍵的存在，以及其雜化軌道上具有孤對電子的N原子，因此在化學與生物學上具有重要的意義[3]。席夫堿還可以與大部分金屬元素在不同條件下形成穩定性不一的金屬配合物，而這些配體及配合物在多個領域都有著非常重要的作用[4]。在參考文獻基礎上，本文用更加簡便的方法合成了水楊醛縮氨基硫脲配體及其與3種金屬離子的配合物，并通過紅外和核磁共振氫譜對化合物進行結構表征，提出了配合物可能存在的結構。

血清蛋白是血液中脂肪酸的攜帶者，也是人和動物體內血漿中含量最豐富的蛋白。藥物進入人體后會優先與血清蛋白結合，而血清蛋白與藥物之間若結合能力過強的話則可能導致游離的藥物濃度下降，從而使藥效降低；反之，它們之間結合能力過弱則會引起藥物的快速代謝。由此可見，藥物的藥效決定于血清蛋白與藥物結合能力的強弱。由于具有高度同源性，牛血清蛋白(BSA)被廣泛的代替人血清蛋白模型從而用于進行各種研究[5-7]。因此研究各類藥物小分子與BSA之間的弱相互作用，對于認知藥物作用原理及新藥設計等具有極其重要的價值，研究水楊醛席夫堿配合物與BSA之間的弱相互作用對于進一步理解水楊醛席夫堿配合物潛在的藥物價值顯得很有意義。本文通過熒光法，較為詳細的研究了水楊醛縮氨基硫脲配合物與牛血清蛋白的弱相互作用，并簡單分析了作用原理。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

F-4600熒光光譜儀(日本日立)，CJJ79-1 磁力攪拌器(江蘇曉陽電子儀器廠)，FA1004電子天平(上海良平儀器儀表有限公司)，2XZ-2真空干燥箱(北京中興偉業儀器有限公司)，X-4熔點分析儀(上海微圖儀器科技發展有限公司)。牛血清蛋白(Bovine serum albumin，BSA，Sigma-Aldrich，中國)；水楊醛、氨基硫脲、四水乙酸錳和四水硝酸鎘等試劑均為分析純。

1.2 實驗方法

1.2.1 水楊醛縮氨基硫脲schiff's堿配體L的合成(路線如圖1)

圖1 L的合成路線

Fig.1 The syhthetic route for L

在150 mL三頸燒瓶中加入60 mL無水乙醇，3.6481 g氨基硫脲，水浴加熱至水溫達到55℃并使固體全部溶解。取4.9036 g水楊醛于20 mL無水乙醇使其全部溶解，轉移至滴液漏斗中，恒溫水浴加熱回流攪拌滴加水楊醛溶液，溶液由澄清透明變為乳白色。反應液回流攪拌1.5 h后倒入燒杯中，冷卻至室溫，結晶，靜置過夜，生成淡黃色沉淀。檢驗過濾，乙醚洗滌得淡黃色結晶，真空干燥24 h后得到淡黃色粉末純schiff's堿配體L。產率為71.7%，m.p.為228～232℃。

1.2.2 Mn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)配合物的合成

稱取上述Schiff's堿配體L0.1962 g(1 mmol)于20 mL甲醇中，加熱攪拌使其溶解；另分別取0.2450 g(1 mmol)的Mn(OAc)2·4H2O和0.308 g(1 mmol)的Cd(NO3)2·4H2O于燒杯中，加入5 mL甲醇和10 mL蒸餾水，磁力攪拌使其溶解；將配體溶液緩緩倒入硫酸銅溶液，向溶液中滴加0.1 mol/L的NaOH溶液，使其pH值等于6.0。靜置24 h，待沉淀析出完全，抽濾并干燥。反應結束得到棕色錳配合物和米黃色鎘配合物，測得兩種配合物m.p.均大于300℃。

1.2.3 席夫堿L及Mn(Ⅱ)配合物與牛血清蛋白的熒光光譜測定

配體L和Mn(Ⅱ)配合物以甲醇溶解后，用蒸餾水稀釋為2.50×10-4mol/L的儲備液；牛血清蛋白用蒸餾水溶解并配成1.0×10-4mol/L的儲備液。

在8支10 mL的比色管中分別加入0.15 mLBSA儲備液及一定量的配體和配合物儲備液，用Tris-HCl緩沖溶液(pH值7.35)定容至5 mL，在25℃進行熒光光譜掃描(熒光最大激發波長λex=280 nm，熒光最大發射波長λem=290～500 nm，狹縫寬度分別為2.5 nm和5 nm)。

2 結果與討論

2.1 配體L結構表征

由IR譜圖可知，化合物保留一個-NH2(ν=3200～3500 cm-1有兩個吸收峰) 和-OH(ν=3000～3300 cm-1)。同時水楊醛分子中的-CHO(ν≈1720 cm-1)吸收峰消失，出現了-CH=N-(ν≈1651 cm-1)的吸收峰。

1HNMR譜圖表明，配體中-OH質子的δ出現在11.37附近，-CH=N-質子的δ出現在8.37附近，苯環上的質子δ出現在6.79～7.92之間，受-C=S-基團的影響，-NH2和-NH-質子δ出現在8.11和9.87。

2.2 配合物結構表征

從Cd(Ⅱ)配合物IR譜圖可知，-NH2的特征吸收峰消失，意味著-NH2和中心離子Cd(Ⅱ)配位成功，保留-NH-的吸收峰(ν=3200～3500 cm-1有一個吸收峰)，也保留了-OH的部分締和吸收峰。-CH=N-(ν≈1651 cm-1)的吸收峰沒有受到影響；而在Mn(Ⅱ)配合物的IR譜圖中，-NH2的特征吸收峰部分消失，-OH的特征締和吸收峰保留，同時-CH=N-(ν≈1610 cm-1)的吸收峰發生了紅移現象。Cd(Ⅱ)配合物1HNMR譜圖中-NH2質子峰出現了高場(δ=5.987)。

2.3 配合物的可能結構推測

圖2 Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)配合物的結構Fig.2 Structure of Cd(Ⅱ)and Mn(Ⅱ)complexes

結合IR和1HNMR數據，我們推測Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)配合物的結構可能如圖2所示。

2.4 熒光光譜數據分析與討論

pH值7.35，25℃，CBSA= 3.00μmol /L，0 → 7:CL/(μmol /L) = 0.00;1.00; 3.00; 6.00; 9.00; 12.00; 15.00; 18.00

圖3 配體L與牛血清蛋白弱相互作用熒光譜圖

Fig.3 Fluorescence spectra of BSA in the presence of L

pH值7.35，25℃，CBSA= 3.00μmol /L，0 → 7: Ccp1/( μmol/L) = 0.00;1.00; 3.00; 6.00; 9.00; 12.00; 15.00; 18.00

圖4 Mn(Ⅱ)配合物與牛血清蛋白弱相互作用熒光譜圖

Fig.4 Fluorescence spectra of BSA in the presence of CP

牛血清蛋白屬于內源性熒光物質主要表現為色氨酸殘基。隨著猝滅劑濃度的不斷增加，配體L及Mn(Ⅱ)配合物與BSA的熒光光譜圖中，均表現出了明顯的熒光猝滅現象，說明與這兩種化合物與牛血清蛋白之間存在弱相互作用；Mn(Ⅱ)配合物與BSA熒光光譜圖中，熒光猝滅現象明顯增強明顯，說明該配合物與牛血清蛋白的弱相互作用增強。隨著 Mn(Ⅱ)配合物濃度的增加，蛋白在340 nm 處的熒光強度下降且最大發射波長紅移10 nm，色氨酸在蛋白質中的最大熒光發射波長依賴于其周圍環境的極性，波長紅移表明蛋白中的色氨酸進入到親水的極性環境中。Mn(Ⅱ)配合物是親水性分子，可能插入到蛋白的親水性空腔，提高色氨酸周圍的極性特性，從而引起最大熒光發射波長紅移，亦有可能Mn(Ⅱ)配合物的大小和親水空腔匹配的緣故。

3 結論

參考文獻的基礎上用更簡便的方法合成了水楊醛縮氨基硫脲schiff's堿配體及其與Cd(Ⅱ)及Mn(Ⅱ)形成的配合物，并進行了結構解析。同時，試驗結果表明，配體與Mn(Ⅱ)配合物與BSA的熒光光譜圖中，發生了熒光猝滅現象，表明兩種化合物與牛血清蛋白之間存在弱相互作用；Mn(Ⅱ)配合物與BSA熒光光譜圖中，熒光猝滅現象更為明顯，說明該配合物與牛血清蛋白的弱相互作用更強。鑒于某些席夫堿化合物的生理活性，這2種化合物可以作為潛在的藥物篩選，兩種化合物與BSA的猝滅原理也有待進一步的研究。