水液相环境下α-丙氨酸Mn（Ⅱ）配合物旋光异构的理论研究

刘军，姜春旭，刘芳，高峰，张雪娇，雷泽萍，佟华，王佐成

（1.白城师范学院 计算机科学学院，吉林 白城 137000；2.白城师范学院 理论计算中心，吉林 白城 137000）

0 引言

α-丙氨酸（α-Ala）是蛋白质的基本单元，是生物体内的重要配体。按旋光性分为左丙氨酸（LAla）和右丙氨酸（D-Ala），按构型分为S丙氨酸（SAla）和R丙氨酸（R-Ala）。α-Ala 的手性特征使其金属配合物也具有手性。生命体内L-Ala 有活性，而D-Ala 太多会引发疾病［1-3］。锰是生命体必需元素，生命体内的锰一般为二价锰（Mn2+），其代谢失调可引起老年痴呆［4］。Mn2+可与某些肽键的羰基和亚氨基配位改变蛋白质结构［5］。氨基酸Mn2+螯合物对作物生长等有积极作用［6］。因此，对手性分子消旋反应的研究极为重要。

人们对α-Ala 及其金属配合物旋光异构进行了大量研究。文献［7-12］的研究表明，气相α-Ala 不能消旋，在水分子（簇）催化下α-Ala 可微量消旋，在水液相下α-Ala 可少量消旋，羟基负离子可促进α-Ala 的消旋反应。文献［13］的研究表明，SWBNNT（5，5）对α-Ala 的消旋具有明显的限域催化作用；文献［14］的研究表明，在MOR 分子筛限域下，羟自由基水分子簇的催化可使α-Ala缓慢消旋。另外，孤立的α-Ala与Cu2+、Ca2+、Na+、Zn2+、Mn2+、Mg2+、K+及Fe2+配合物不能消旋［15-22］，在水液相下α-Ala·Zn2+和α-Ala·Fe2+能痕量消旋，可安全地用于生命体［23-24］。

为满足生命体的需求，细胞从细胞外摄取金属离子，但自由的金属离子对细胞有毒性，且细胞总是选择吸收金属离子的生物分子螯合物［25］。因不同旋光性的手性分子有不同的生物效应，α-Ala·Mn2+的优构体在生命体内的消旋情况关乎健康。考虑生命体的水环境分布较广，而水液相下α-Ala·Mn2+的消旋研究鲜见报道，基于已有研究［15-24］，本文研究了水液相下α-Ala·Mn2+的消旋机理，探究了α-Ala·Mn2+用于生命体补充锰及丙氨酸的安全性。……