系統識別號 | U0002-2306200816260800 |
---|---|
DOI | 10.6846/TKU.2008.01278 |
論文名稱(中文) | 內雙羥雙加氧酶模型具兒茶酚酶活性之鐵(III)錯合物研究 |
論文名稱(英文) | Studies on Intradiol Dioxygenase Model with Catecholase Activity of Iron(III) Complexes |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 化學學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Chemistry |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 96 |
學期 | 2 |
出版年 | 97 |
研究生(中文) | 羅順益 |
研究生(英文) | Shun-I Lo |
學號 | 695160779 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | 英文 |
口試日期 | 2008-06-20 |
論文頁數 | 161頁 |
口試委員 |
指導教授
-
魏和祥(tkwei@mail.tku.edu.tw)
委員 - 王伯昌 委員 - 王瑜 |
關鍵字(中) |
內雙羥雙加氧酶模型 鐵(III)錯合物 兒茶酚酶活性 X-ray結構 EPR光譜 |
關鍵字(英) |
Intradiol Dioxygenase Model Iron(III) complexes Catecholase Activity X-ray structure EPR spectrum |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
本論文合成一系列內雙羥雙加氧酶模型具兒茶酚酶活性之鐵(III)錯合物且性質由X-ray單晶繞射儀、UV-Vis光譜、元素分析儀及電化學方法來分析。 酵素-受質型錯合物及配位基: (1) [Fe(L1)(C6Br4O2)] (2) [Fe(L2)(C6Cl4O2)]2 (3) [Fe(L3)(C6Br4O2)(CH3OH)2] (4) [Fe(L4)(C6Br4O2)] (5) [Fe(L5)(C6Cl4O2)(CH3CN)] L1: 2-((E)-(2-(2-aminoethylamino)ethylimino)methyl)-4-chloro-phenol L2: 4-((E)-(2-(2-aminoethylamino)ethylimino)methyl)-benzene-1,3-diol L3: 2-((E)-(2-(2-aminoethylamino)ethylimino)methyl)-6-ethoxy-phenol L4: 2-((E)-(3-(3-aminopropylamino)propylimino)methyl)-4-bromo-phenol L5: 2-((E)-(3-(3-aminopropylamino)propylimino)methyl)-4,6-dibromo-phenol 加入兒茶酚陰離子3,5-di-tert-butylcatechol(3,5-DTBC)與[Fe(L1~5)Cl2]反應,可藉由UV-Vis光譜測量,根據其吸收位置(λ=400nm)可發現有Diquinone的生成,表示內雙羥雙加氧酶模型的鐵(III)錯合物具有兒茶酚酶活性,且路易士酸性越強的錯合物具有較佳的兒茶酚酶催化反應性。從電化學的分析中,也能得到相同之結果。 |
英文摘要 |
A seiries Intradiol Dioxygenase Model of iron(III) complexes as funtionl model compounds for Catecholase Activity were synthesized and characterized by X-ray single crystal diffraction, UV-Vis spectroscopy, element analyzer, and electronchemical analysises. Enzyme-substrate complexes and ligands: (1) [Fe(L1)(C6Br4O2)] (2) [Fe(L2)(C6Cl4O2)]2 (3) [Fe(L3)(C6Br4O2)(CH3OH)2] (4) [Fe(L4)(C6Br4O2)] (5) [Fe(L5)(C6Cl4O2)(CH3CN)] L1: 2-((E)-(2-(2-aminoethylamino)ethylimino)methyl)-4-chloro-phenol L2: 4-((E)-(2-(2-aminoethylamino)ethylimino)methyl)-benzene-1,3-diol L3: 2-((E)-(2-(2-aminoethylamino)ethylimino)methyl)-6-ethoxy-phenol L4: 2-((E)-(3-(3-aminopropylamino)propylimino)methyl)-4-bromo-phenol L5: 2-((E)-(3-(3-aminopropylamino)propylimino)methyl)-4,6-dibromo-phenol Intradiol Dioxygenase Model iron(III) complexes with Catecholase Activity have been performed by UV-Vis spectrum in DMF solutions.The solutions are contained [Fe(L1~5)Cl2] which reacted with catecholate anions of 3,5-di-tert-butylcatechol(3,5-DTBC). The results show that the high lewis acidity of iron(III) complexes exhibits the higher Catecholase reactivity.The analytical results of electrical chemistry have the same as Catecholase reactivity. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 目錄……………………………………………………………………..I 表目錄……………………………………………………………….…IV 圖目錄…………………………………………………………………VI 第一章 緒論…………………………………………………………1 1-1 酵素的簡介……………………………………………....1 1-2 加氧酶(Oxygenase)簡介……………………………………3 1-3 雙加氧酶(Dioxygenase)催化兒茶酚的反應模式……….9 1-4 雙羥內雙加氧酶活性中心配位環璄………………..…12 1-5 雙羥內雙加酶模型錯合物的研究發展…………………15 1-6 兒茶酚酶活化作用(Catecholase activity)………25 1-7 酵素動力學-Michaelis-Menten方程式……………..29 1-8 研究動機與目的………………………………………..32 第二章 實驗……………………………………………………..35 2-1 藥品……………………………………………………..35 2-2 物理性質測定與使用儀器……………………………..37 2-3 鐵(III)錯合物的合成………………………………...39 2-3-1 配位基的合成………………………………...39 2-3-2 酵素-受質錯合物的合成……………………..44 2-4 UV-Vis電子光譜的測量……………………………….47 第三章 結果與討論……………………………………………..50 3-1 一般性質………………………………………………..50 3-2 單晶結構解析…………………………………………..52 3-2-1 Complex (1) [Fe(L1)(C6Br4O2)]……………..52 3-2-2 Complex (2) [Fe(L2)(C6Cl4O2)]2……...…..57 3-2-3 Complex (3) [Fe(L3)(C6Br4O2)(CH3OH)2]…..63 3-2-4 Complex (4) [Fe(L4)(C6Br4O2)]……………..67 3-2-5 Complex (5) [Fe(L5)(C6Cl4O2)(CH3CN)]…..71 3-3 兒茶酚滴定鐵(III)錯合物反應……………………...75 3-4 電化學分析……………………..…………………...94 3-5 模型鐵(III)錯合物模擬兒茶酚酶活化反應………..101 第四章 結論..........................................122 第五章 參考文獻…………………………………………....125 附錄A 單晶原始資料表及鍵長(Å)與鍵角(°)……………...129 附錄B 電子自旋(EPR)與IR圖譜……………………………157 表目錄 表1-1-1 酶的分類與反應形式………………………………….…….2 表3-1-1 錯合物代號與名稱…………………………………………50 表3-1-2 元素分析……………………………………………………51 表3-1-3 紅外線吸收光譜(cm-1)……………………………………...51 表3-2-1 [Fe(L1)(C6Br4O2)] (1)晶體基本資料………………………..54 表3-2-2 [Fe(L1)(C6Br4O2)] (1)之鍵長(Å)與鍵角(°)…..……………..56 表3-2-3 [Fe(L2)(C6Cl4O2)]2 (2)晶體基本資料……………………..60 表3-2-4 [Fe(L2)(C6Cl4O2)]2 (2)之鍵長(Å)與鍵角(°)………………62 表3-2-5 [Fe(L3)(C6Br4O2)(CH3OH)2] (3)晶體基本資料……………..64 表3-2-6 [Fe(L3)(C6Br4O2)(CH3OH)2] (3)之鍵長(Å)與鍵角(°)………66 表3-2-7 [Fe(L4)(C6Br4O2)] (4)晶體基本資料………………………..68 表3-2-8 [Fe(L4)(C6Br4O2)] (4)之鍵長(Å)與鍵角(°)…………………70 表3-2-9 [Fe(L5)(C6Cl4O2)(CH3CN)] (5)晶體基本資料……………..72 表3-2-10 [Fe(L5)(C6Cl4O2)(CH3CN)] (5)之鍵長(Å)與鍵角(°)………74 表3-3-1 Fe(L1~5)Cl2的π → dπ 電荷轉移吸收位置………………75 表3-3-2 Fe(L1~5)Cl2滴定實驗的UV-Vis光譜吸收位置……………80 表3-3-3 Fe(L1~5)Cl2 UV-Vis光譜吸收位置之ε (Lmol-1cm-1)值……80 表3-4-1 Fe(L1~5)DTBC之氧化還原電位…………………………100 表3-5-1 Fe(L1~5)Cl2的Vi值與反應速率常數(kobs)………………..119 圖目錄 圖1-2-1 同位素標記實驗證實Pyrocatechase直接加氧原子於反應受質…………………………………………….…………………4 圖1-2-2 同位素標記實驗證實Phenolase直接加氧原子於反應受質...4 圖1-2-3 Pyrogallol與1,2-CTD反應的18O2同位素標記實驗………....5 圖1-2-4 微生物催化芳香族化合物的氧化反應………….……………8 圖1-3-1 茶兒酚被雙加氧酶催化分解途徑……………………….……9 圖1-3-2 雙羥內斷裂(Intradiol cleavage)……………………….……..10 圖1-3-3 近端之雙羥外斷裂(Proximal extradiol cleavage)……….…..10 圖1-3-4 遠端之雙羥外斷裂(Distal extradiol cleavage)………….…...11 圖1-4-1 原兒茶酸3,4-雙加氧酶晶體結構….………………………...12 圖1-4-2 (A) 酵素活性中心結構….…………………………………..13 圖1-4-2 (B) 酵素-受質中間物結構….…………………………….....13 圖1-4-3 兒茶酚1,2-雙加氧酶晶體…….……………………………...14 圖1-4-4 1,2-CTD的酵素-受質中間物結構.………………………….14 圖1-5-1 Funabiki研究之兒茶酚加氧酶模型錯合物反應流程………..15 圖1-5-2 Funabiki合成之雙核鐵(III)的單晶結構……….....…………..16 圖1-5-3 Que等人所設計之Tripodal tetradentare配位基……………...16 圖1-5-4 Catecholate-to-Fe(III)的LMCT電子吸收光譜圖……………17 圖1-5-5 Krebs等人所設計之Tripodal tetradentare配位基……………18 圖1-5-6 Funabiki所設計之Tripodal tetradentare配位基.……...18 圖1-5-7 SALEN及直線形四芽配位基………………..……….………19 圖1-5-8 Mes6-SALEN模型錯合物的單晶結構………………..………20 圖1-5-9 Mes6-SALEN模型錯合物金屬中心配位結構的改變與3,4-PCD的比較…………………………………...………20 圖1-5-10 Dei等人所設計之大環配位基….…………………………….21 圖1-5-11 TACN模型錯合物之催化產物比較………………….………21 圖1-5-12 (A) Krüger及Girerd所設計之配位基……………….………22 圖1-5-12 (B)推測的反應機制………………………………….……...22 圖1-5-13 各類的兒茶酚受質……………………………………….…...23 圖1-5-14 氧氣分子無法與3,6-tBu2-Cat鍵結示意圖………..…….…...24 圖1-6-1 甲酚酶活化作用(Cresolase activity)…………………….…..26 圖1-6-2 兒茶酚酶活化作用(Catecholase activity)…………….……25 圖1-6-3 帶氧血青素三級結構…………………………………….……28 圖1-6-4 抑制型兒茶酚酶晶體與三級結構圖………………….……..28 圖1-7-1 反應速率與受質濃度關係圖………………………….………29 圖1-7-2 Lineweaver-Burk 圖……………………………….………..31 圖1-8-1 兒茶酚滴定實驗所使用配位基…………………….………...33 圖1-8-2 Salicylaldimine Ligand鐵(III)模型錯合物之生物多重功能性…………………………………………………….………..34 圖2-3-1 配位基HL1合成反應流程……………..…………….……….39 圖2-3-2 配位基HL2合成反應流程………………………..…..………40 圖2-3-3 配位基HL3合成反應流程………………………..….……….41 圖2-3-4 配位基HL4合成反應流程………………………….……….42 圖2-3-5 配位基HL5合成反應流程………………………….……….43 圖2-3-6 酵素-受質晶體錯合物的合成……………….………………46 圖2-4-1 滴定鐵(III)錯合物的兒茶酚………………….……………...47 圖2-4-2 兒茶酚滴定Fe(L1~5)Cl2的實驗流程…………..……………..48 圖3-2-1 [Fe(L1)(C6Br4O2)] (1)晶體結構…………..…….……………...55 圖3-2-2 [Fe(L2)(C6Cl4O2)]2 (2) 磁化率和溫度乘積(χmT)與溫度(T)之關係圖……………………………………..…….……………...59 圖3-2-3 [Fe(L2)(C6Cl4O2)]2 (2) EPR電子順磁共振光譜圖…….……...59 圖3-2-4 [Fe(L2)(C6Cl4O2)]2 (2)晶體結構……………..………………...61 圖3-2-5 [Fe(L3)(C6Br4O2)(CH3OH)2] (3)晶體結構………………..…...65 圖3-2-6 [Fe(L4)(C6Br4O2)] (4)晶體結構………..….……………….69 圖3-2-7 [Fe(L5)(C6Cl4O2)(CH3CN)] (5)晶體結構……………….……..73 圖3-3-1 錯合物Fe(L1~5)Cl2之UV-Vis光譜……………………………75 圖3-3-2 Fe(L1)Cl2及加入四種兒茶酚的UV-Vis光譜圖...…………….76 圖3-3-3 Fe(L2)Cl2及加入四種兒茶酚的UV-Vis光譜圖.………..…….78 圖3-3-4 Fe(L3)Cl2及加入四種兒茶酚的UV-Vis光譜圖....……………78 圖3-3-5 Fe(L4)Cl2及加入四種兒茶酚的UV-Vis光譜圖..…….……….79 圖3-3-6 Fe(L5)Cl2及加入四種兒茶酚的UV-Vis光譜圖..…….……….79 圖3-3-7 HC滴定Fe(L1)Cl2之UV-Vis光譜圖……………….………..82 圖3-3-8 TCC滴定Fe(L1)Cl2之UV-Vis光譜圖…………….…………83 圖3-3-9 TBC滴定Fe(L1)Cl2之UV-Vis光譜圖………………….……83 圖3-3-10 3,5-DTBC滴定Fe(L1)Cl2之UV-Vis光譜圖…………….……84 圖3-3-11 HC滴定Fe(L2)Cl2之UV-Vis光譜圖……………………..…...85 圖3-3-12 TCC滴定Fe(L2)Cl2之UV-Vis光譜圖…………………..…….85 圖3-3-13 TBC滴定Fe(L2)Cl2之UV-Vis光譜圖…………………..…….86 圖3-3-14 3,5-DTBC滴定Fe(L2)Cl2之UV-Vis光譜圖…………….……86 圖3-3-15 HC滴定Fe(L3)Cl2之UV-Vis光譜圖…………………..……...87 圖3-3-16 TCC滴定Fe(L3)Cl2之UV-Vis光譜圖………………..……….87 圖3-3-17 TBC滴定Fe(L3)Cl2之UV-Vis光譜圖……………..……….88 圖3-3-18 3,5-DTBC滴定Fe(L3)Cl2之UV-Vis光譜圖…………….……88 圖3-3-19 HC滴定Fe(L4)Cl2之UV-Vis光譜圖…..……………………...89 圖3-3-20 TCC滴定Fe(L4)Cl2之UV-Vis光譜圖..……………………….89 圖3-3-21 TBC滴定Fe(L4)Cl2之UV-Vis光譜圖..……………………….90 圖3-3-22 3,5-DTBC滴定Fe(L4)Cl2之UV-Vis光譜圖…………….……90 圖3-3-23 HC滴定Fe(L5)Cl2之UV-Vis光譜圖…..……………………...91 圖3-3-24 TCC滴定Fe(L5)Cl2之UV-Vis光譜圖..……………………….91 圖3-3-25 TBC滴定Fe(L5)Cl2之UV-Vis光譜圖..……………………….92 圖3-3-26 3,5-DTBC滴定Fe(L5)Cl2之UV-Vis光譜圖…………….……92 圖3-4-1 (A) Fe(L1)Cl2 在甲醇溶液之CV圖………………………….95 圖3-4-1 (B)加3,5-DTBC之CV圖………………………………..…….95 圖3-4-2 (A) Fe(L2)Cl2 在甲醇溶液之CV圖……………………..…….96 圖3-4-2 (B)加3,5-DTBC之CV圖………………………………..…….96 圖3-4-3 (A) Fe(L3)Cl2 在甲醇溶液之CV圖………………………….97 圖3-4-3 (B)加3,5-DTBC之CV圖………………………………..…….97 圖3-4-4 (A) Fe(L4)Cl2 在甲醇溶液之CV圖……………………..…….98 圖3-4-4 (B)加3,5-DTBC之CV圖………………………………..…….98 圖3-4-5 (A) Fe(L5)Cl2 在甲醇溶液之CV圖……………………..…….99 圖3-4-5 (B)加3,5-DTBC之CV圖………………………………..…….99 圖3-5-1 Fe(L1)Cl2與2.5×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖…...…………………………………………..……..…….102 圖3-5-2 Fe(L1)Cl2與3.75×10-3 M的DTBC溶液反應UV-Vis光譜圖…...…………………………………………...…………….102 圖3-5-3 Fe(L1)Cl2與5.0×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖………………………………………………….…...…….103 圖3-5-4 Fe(L1)Cl2與6.25×10-3 M的DTBC溶液反應UV-Vis光譜圖…………………………………………………....………103 圖3-5-5 Fe(L1)Cl2與7.5×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖………..………………………………………….………..104 圖3-5-6 Fe(L2)Cl2與2.5×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖…...…………………………………………..……..…….104 圖3-5-7 Fe(L2)Cl2與3.75×10-3 M的DTBC溶液反應UV-Vis光譜圖…...…………………………………………...…………….105 圖3-5-8 Fe(L2)Cl2與5.0×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖………………………………………………….…...…….105 圖3-5-9 Fe(L2)Cl2與6.25×10-3 M的DTBC溶液反應UV-Vis光譜圖…………………………………………………....………106 圖3-5-10 Fe(L2)Cl2與7.5×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖………..………………………………………….………..106 圖3-5-11 Fe(L3)Cl2與2.5×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖…...…………………………………………..……..…….107 圖3-5-12 Fe(L3)Cl2與3.75×10-3 M的DTBC溶液反應UV-Vis光譜圖…...…………………………………………...…………….107 圖3-5-13 Fe(L3)Cl2與5.0×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖………………………………………………….…...…….108 圖3-5-14 Fe(L3)Cl2與6.25×10-3 M的DTBC溶液反應UV-Vis光譜圖…………………………………………………....………108 圖3-5-15 Fe(L3)Cl2與7.5×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖………..………………………………………….………..109 圖3-5-16 Fe(L4)Cl2與2.5×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖…...…………………………………………..……..…….109 圖3-5-17 Fe(L4)Cl2與3.75×10-3 M的DTBC溶液反應UV-Vis光譜圖…...…………………………………………...…………….110 圖3-5-18 Fe(L4)Cl2與5.0×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖………………………………………………….…...…….110 圖3-5-19 Fe(L4)Cl2與6.25×10-3 M的DTBC溶液反應UV-Vis光譜圖…………………………………………………....………111 圖3-5-20 Fe(L4)Cl2與7.5×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖………..………………………………………….………..111 圖3-5-21 Fe(L5)Cl2與2.5×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖…...…………………………………………..……..…….112 圖3-5-22 Fe(L5)Cl2與3.75×10-3 M的DTBC溶液反應UV-Vis光譜圖…...…………………………………………...…………….112 圖3-5-23 Fe(L5)Cl2與5.0×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖………………………………………………….…...…….113 圖3-5-24 Fe(L5)Cl2與6.25×10-3 M的DTBC溶液反應UV-Vis光譜圖…………………………………………………....………113 圖3-5-25 Fe(L5)Cl2與7.5×10-3 M的DTBC溶液反應之UV-Vis光譜圖………..………………………………………….………..114 圖3-5-26 酵素催化反應的進行模式圖……………..………..………..115 圖3-5-27 反應的Initial rate與[S]關係圖………………….………….116 圖3-5-28 Fe(L1)Cl2的Initial rate(Vi)與[3,5-DTBC]關係圖……………116 圖3-5-29 Fe(L2)Cl2的Initial rate(Vi)與[3,5-DTBC]關係圖……..……..117 圖3-5-30 Fe(L3)Cl2的Initial rate(Vi)與[3,5-DTBC]關係圖………….117 圖3-5-31 Fe(L4)Cl2的Initial rate(Vi)與[3,5-DTBC]關係圖………….118 圖3-5-32 Fe(L5)Cl2的Initial rate(Vi)與[3,5-DTBC]關係圖………….118 圖3-5-33 Fe(III)兒茶酚酶活化作用的反應路徑圖……………………121 |
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