精氨酸裂解酶模型化合物制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及精氨酸裂解酶模型化合物的制备和应用。这些模型化合物可以通过水解或自由基历程使精氨酸脱胍、脱羧、脱氨，即Ｃ－Ｎ（或Ｃ＝Ｎ）和Ｃ－Ｃ键断裂。它们在动、植物体内信号传递，细胞凋亡，生理和病理功能调节、发酵工业中有重要的潜在应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及精氨酸模型化物的制备和作为农药、医药和兽药及生物发酵催化剂的应用，属于生物无机化学的仿生

技术介绍
精氨酸裂解酶包括水解胍基的精氨酸酶，精氨酸脱羧酶、精氨酸脱亚胺酶、NO合成酶、精氨酸脱胺酶等，它们各自具有不同的结构和辅因子及底物特异性，自然界尚未发现一酶多功能者。而我们在研究精氨酸模型化合物中，发现有的配合物都具有多功能，可以在外界无能量输入和无辅因子的情况下催化多部位C-N(C＝N)和C-C键裂解；同时发现这些配合物对其他氨基酸、脂肪酸等有机酸有脱羧、脱氨作用。它们在动、植物体内信号传递、细胞凋亡、生理和病理调节中有重要作用，或许可用作医药、农药、兽药和生物发酵催化剂。
技术实现思路
本专利技术目的是根据精氨酸酶活性部位结构，提供一类能够在温和条件下裂解C-N(C＝N)和C-C(C＝C)键的纳米级工具。这类配合物在无需外界提供能量和辅因子的情况下，通过水解和自由基途径，切断精氨酸的C-N(C＝N)和C-C键，并具有位置和官能团特异性；产生鸟氨酸、NO、胍氨酸、多胺合成前体、谷氨酸、脯氨酸等次级产物；在动、植物体内传递信号，调节生理和病理活动，引导细胞凋亡，可望成为医药、农药、兽药的有效成分和生物发酵催化剂。达到本专利技术目的的精氨酸裂解酶模型化合物具有如下通式MmLXn·qS式中M代表金属离子Mn(II、III、IV)，或Fe(II)，或Zn(II)；L代表配体N，N，N-三(2’苯并咪唑甲基)胺(NTB)，或N，N，N’，N’-四(苯并咪唑甲基)-1，4-二乙氨基乙二醚(EGTB)，或N，N，N’，N’-四(苯并咪唑甲基)-反式-环己烷邻二胺(CTB)，或N，N，N’，N’，N”，N”-三乙四胺六乙酸(TTHA)；S代表H2O，或甲醇，或乙醇；m＝1，2或3；n＝2，3或4；0＜q≤12。含苯并咪唑的配体NTB、EGTB、CTB是以乙二醇为溶剂，多元氨羧酸与邻苯二胺按摩尔比1∶3或1∶4在140～200℃共热缩合2～8小时，然后脱色、重结晶得到白色粉末或无色晶体。收率80％以上，元素分析合格，X-单晶衍射分析表明苯并咪唑基3-位氮原子和烷胺氮在pH≤4易质子化，影响与金属离子配位，同时也是一个很好的递氢体。符合上述通式的模型化合物的制备方法，其特征是配体微热溶于乙醇、甲醇或乙二醇中，按配体与金属1∶1，或1∶2，或1∶3的物质的量之比加入金属盐或ZnO，在室温或微热下反应生成沉淀，过滤、洗涤、干燥得到产品；用自然挥发或扩散法得到单晶。其中所述的金属盐包括锌(II)、锰(II)、铁(II)的盐酸盐、醋酸盐、硝酸盐和高氯酸盐。本专利技术的化合物可模拟脲基水解酶水解精氨酸及其次生产物胍氨酸、胍基丁胺、腐肉胺(丁二胺)等重要而特殊的氨基酸和多胺合成前体，它们是动、植物体内信号分子，调节一系列生理和病理功能，可用作调节生理和病理功能医药的有效成分。本专利技术的精氨酸裂解酶模型化合物可以使精氨酸等氨基酸和脂肪酸等有机酸脱羧产生有重要生理功能的单胺或多胺，对植物生长有调节作用，可用作植物生长调节剂。本专利技术的精氨酸裂解酶模型化合物可以使精氨酸等氨基酸、核苷碱基脱氨，可促进蛋白质、氨基酸、核苷向酮式转化。可用作发酵促进剂。本专利技术的精氨酸裂解酶模型化合物，它们有的低价配合物如Fe(II)和Mn(II)可以活化O2，通过自由基机理使精氨酸碳链断裂，可作发酵工业生产生物燃油的催化剂。具体实施例方式实施例1Mn(CTB)(ClO4)2·2H2O合成、性质和应用配体CTB和Mn(ClO4)2·6H2O按摩尔比1∶1加入乙醇溶液中，反应2小时后过滤，滤液静置，得到淡黄色晶体，即为MnC38H42N10Cl2O8(分子量Mr＝924)。晶体为单斜晶系，C2/C空间群，a＝15.745(2)，b＝13.3315(2)，c＝19.217(2)，β＝98.838deg，V＝39853，Z＝4，I＞2σ(I)，R1＝0.0560，wR＝0.1487；对所有数据R1＝0.0673，wR＝0.1561。Mn是于四方锥配位。元素分析％实测值C49.50，H4.65，N15.05；理论值 C49.35，H4.55，N15.15。循环伏安(CV)谱Ec＝0.810V(ic＝1.5μA)；Ea＝0.930V(ia＝2.56μA)。ESRgi＝2.0101，A||＝9.4mT。应用可通过水解和自由基机理使精氨酸脱羧、脱氨、脱胍和逐一断裂精氨酸碳键，尤其是β-C键。亦可断裂脂肪酸及其他有机酸C-C键。可望作医药、农药、兽药的有效成分和生物发酵催化剂。实施例2Mn111(EGTB)Cl3·H2O·2C2H5OH的合成、性质和应用配体EGTB和MnCl2·4H2O按摩尔比1∶1加入乙醇溶液中反应，加入NaIO3酸性乙醇溶液，溶液由黄绿色转橙黄色，静置3周后析出淡黄色晶体，即为MnC42H54N10Cl3O5(分子量Mr＝939.5)。元素分析％ 实测值C53.50，H5.80，N15.10；理论值C53.65，H5.75，N14.90循环伏安(CV)谱Ec＝1.10V(ic＝1.56μA)；Ea＝1.30V(ia＝4.65μA)。ESRgi＝2.030，A||＝8.9mT。应用水解精氨酸的胍基及其脱羧、脱氨。可望作医药、农药、兽药的有效成分和生物发酵催化剂。实施例3·(ClO4)4·2H2O合成、性质和应用配体NTB和Mn(ClO4)2·6H2O按摩尔比1∶1加入乙醇溶液中反应，加入H2O2氧化，反应溶液逐渐转为墨绿色，静置析出墨绿色微晶，溶于乙腈，得到墨绿色晶体。即为Mn2C48H46N14Cl4O20(分子量Mr＝1390)。元素分析(％) 实测值C41.37，H3.48，N14.08；理论值C41.44，H3.31，N14.10。摩尔电导Λm＝230。UV-Vis谱λmax(ε/cm-1·dm-3·mol-1)288(18000)，390(36200)，558(1630)，655(1360)。晶体为单斜晶系C2/C空间群，a＝18.3461，b＝15.4170，c＝21.0141，β＝90.5290deg，Z＝4，I＞2σ(I)，R1＝0.0803，wR＝0.2373；对所有数据R1＝0.1304，wR＝0.2750。应用水解精氨酸的胍基、羧基和胺基，可望用作医药、农药、兽药及有机磷解毒剂。实施例4·Cl2·5H2O·2EtOH合成、性质和应用配体NTB和MnCl2·4H2O按摩尔比1∶1加入乙醇溶液中反应，无沉淀生成，静置析出淡红色晶体，即为Mn2C52H64N14Cl4O7(分子量Mr＝1248)。元素分析(％) 实测值C49.72，H5.096，N15.71；理论值C50.00，H5.128，N15.71。晶体为单斜晶系，P2(1)/C空间群，a＝14.3378，b＝24.733，c＝16.9897，β＝92.433deg，Z＝4，I＞2σ(I)，R1＝0.1128，wR＝0.3087；对所有数据R1＝0.1475，wR＝0.3401。应用水解精氨酸的胍基，脱羧、脱胺，可望用作医药、农药、兽药及有机磷解毒剂。实施例5(ClO4)2·3H2O·2MtOH合成、性质和应用将配体NTB和Mn(ClO4)2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类精氨酸裂解酶模型化合物，其特征是具有如下通式表示的化合物：Ｍ↓［ｍ］ＬＸ↓［ｎ］.ｑＳ式中：Ｍ代表金属离子：Ｍｎ（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），或Ｆｅ（Ⅱ），或Ｚｎ（Ⅱ）；Ｌ代表配体：Ｎ，Ｎ，Ｎ－三（２－苯并咪唑甲基）胺 ，或Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－四（苯并咪唑甲基）－１，４－二乙氨基乙二醚，或Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－四（苯并咪唑甲基）－反式环己烷邻二胺，或Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”－三乙四胺六乙酸；Ｓ代表Ｈ↓［２］Ｏ，甲醇或乙醇；ｍ＝１，２或３ ；ｎ＝２，３或４；０＜ｑ≤１２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖展如，刘合力，肖凤萍，余碧波，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]