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紫外光诱导氧合型肌红蛋白氧化反应及机理
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]大连大学生命科学与技术学院,辽宁大连116622, [2]大连大学环境与化学工程学院,辽宁大连116622, [3]大连大学辽宁省生物有机化学重点实验室,辽宁大连116622
  • 相关基金:国家自然科学基金(21571025,21271036)和辽宁省教育厅科学技术研究项目(L2013470,L2013471)资助
中文摘要:

肌红蛋白通常在无光条件下可进行输氧、储氧等重要功能,实验中我们发现紫外光照射可促进氧合肌红蛋白(MbO2)的氧化反应,证实其在光照时部分生理功能会发生变化。紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱数据显示,光照射时MbO2的Soret带最大吸收波长蓝移、Q吸收带544和580 nm处还原峰强度下降,说明紫外光光照促进O2解离,Mb Fe(Ⅱ)可被氧化至Mb Fe(Ⅲ)。四种波长光对光照氧化的影响程度为254 nm〉280 nm〉430 nm〉409 nm;通入CO气体时氧合肌红蛋白较难发生光照氧化反应,即Fe的第六配位强度影响反应程度;溶液中的H+或OH-对光照氧化反应有促进作用;254、280 nm波长光照射时,苯丙氨酸(Phe)、酪氨酸(Tyr)、色氨酸(Trp)三种游离氨基酸均促进光照氧化反应的进行,而409、430 nm波长光照射时三种游离氨基酸对光照氧化反应的影响较小。以上数据表明体内光诱导MbO2氧化反应过程中蛋白质内的Fe(Ⅱ)能否被光照激发形成未成对电子处于激发态是O2离去和二价铁被氧化的关键。

英文摘要:

Myoglobin(Mb) achieves its biological functions such as oxygen transfer and storage in the dark.In this research, we found that UV light irradiation could promote oxidation of ferroporphyrin, which significantly affected the physiological function of oxymyoglobin(Mb O2). The blue shift of the Soret band and decreased intensities of Q-band reduction peaks at 544 and 580 nm observed in UV-Vis absorption spectra revealed that UV light could promote O2 dissociation, and consequently Mb Fe(Ⅱ) was oxidized to Mb Fe(Ⅲ). The effect sequence of wavelength on the strength of this photo-oxidation was 254 nm 〉 280 nm 〉 430 nm 〉 409 nm. CO could inhibit the photo-oxidation process, indicating that the strength of the sixth coordination bond of Fe with a gas molecule influences the degree of photo-oxidation. The H+and OH-in the solution could also promote the photo-oxidation process. Irradiated by 254 and 280 nm light, free amino acids phenylalanine(Phe), tyrosine(Tyr), and tryptophan(Trp) promoted the light oxidation reaction. Meanwhile, irradiation with 409 and 430 nm light had less influence on the UV-light-induced oxidation reaction under the same conditions. The results illustrated that in photo-induced oxidation of Mb O2, the formation of an excited state of Fe(Ⅱ) with unpaired electrons upon irradiation is crucial process for O2 dissociation and Fe(Ⅱ) oxidation.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781