手性分子间相互作用的手性拉曼光谱研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
21173213
项目类别：
面上项目
资助金额：
65.0万
负责人：
冯兆池
依托单位：
中国科学院大连化学物理研究所
学科分类：
B0202.催化化学
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
余松华；董延宝；张莹；邱石；王鹏；
关键词：
相互作用手性手性拉曼光谱

项目摘要

手性分子的研究在生命科学、手性药物、精细化学品及催化等领域中具有重要的意义。手性分子与手性分子间相互作用特别是生物分子间相互作用如药物分子与靶蛋白的结合、抗原与抗体的结合以及酶与底物的相互作用等在信号传导、免疫反应等生命过程中起重要作用。所以，研究手性分子与手性分子间相互作用是非常有意义且又极具挑战的课题。我们最近利用手性拉曼光谱对手性催化中典型反应的初步结果表明，手性拉曼光谱能够提供手性催化反应中手性环境改变的丰富信息，可以广泛应用于化学和生物学体系。本项目将利用手性拉曼光谱深入研究手性分子间如酶和手性底物、手性药物分子和生物靶分子等的相互作用，不仅可以填补手性振动光谱表征的空白，而且可以深入探索手性分子本征特性以及手性作用机理，从而为发展手性催化科学和研究生命科学，特别是为考察手性药物的作用机理提供科学依据。

结项摘要

手性分子的绝对构型检测在生命科学、手性药物、精细化学品及催化等领域中具有重要的意义。因为手性分子的功能与其绝对构型有直接的关系，从分子层面上表征手性分子的绝对构型及其与生理功能的关联是手性分子研究的前沿课题。本项目研究在已有光学活性拉曼光谱仪的基础上，研究了(S)-乳酸甲酯及其类似手性分子的单体和单手性二聚体的氢键作用模式。通过计算和实验谱图的比较，实现不同构型的单手性二聚体拉曼光学活性谱识别；研究了两个反应相关手性硫化合物。反应中手性硫原子绝对构型发生翻转在手性拉曼光谱中得以体现。手性拉曼光谱参数与S-S键附近构象有相关性，从振动信息的角度提供了一种探测S-S键附近构象的全新手段；生物分子的溶液结构和动力学研究仍是生物分子研究的前沿，通过研究了一系列G四股螺旋DNA（d（G4TnG4）），得到了它们的水溶液光谱，碱基堆叠区域结构变化在手性拉曼光谱中得以体现。研究了人端粒G-四股螺旋的单体、二聚体、三聚体的手性特征结构，发现在接近生理金属离子强度（K+浓度为150mM）的条件下，二聚体、三聚体表现出相似的手性结构特征，并明显区别于单体。这种手性差异在以氮杂查尔酮和环戊二烯为底物的手性Diels-Alder反应中表现出了明显的手性催化差异。研究还发现离子半径相近的NH4+和K+将会诱导长序列人端粒DNA形成具有不同手性特征的高级结构的G4-DNA。总之，通过手性分子与手性分子之间的相互作用，探索了手性分子本征特性以及手性作用机理，为考察手性药物的作用机理提供科学依据。. 本项目已在Chirality，J. Raman. Spectrosc.,，J. Phys. Chem. ChemBioChem，Chemical Science，Chem. Commun.等杂志上发表论文11篇，会议论文2篇。待发表论文3 篇。培养博士生4人，毕业博士生2人。按计划安排全部完成项目的研究工作。