物理化学学报ｆ ，ｆ Ｈｕａｘｕｅ Ｘｕｅｂａｏ） Ｏｃｔｏｂｅｒ Ａｃｔａ Ｐｈｙｓ．一Ｃｈｉｍ．Ｓｉｎ．２０１１，２７（１０），２２９１—２２９６ ２２９１ ｗｗｗｗｈｘｂ．ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ．［Ａｒｔｉｃｌｅ］ 基于实验和密度泛函理论研究ＥＧＣＧ与Ｚｎ（１Ｉ）的相互作用 江腾 马万福 谢楠 周 亚 （复旦大学高分子科学系，聚合物分子工程教育部重点实验室， 上海２００４３３１ 摘要： 用紫外－可见（Ｕｖ－Ｖｉｓ）吸收光谱和’Ｈ核磁共振（ＮＭＲ）谱研究了茶多酚类衍生物表没食子儿茶素没食子 酸酯（ＥＧＣＧ）与Ｚｎ（１Ｉ）离子的相互作用，并用密度泛函理论（ＤＦＴ）计算了ＥＧＣＧ与Ｚｎ（１Ｉ）离子络合前后的空间结 构及其紫外和核磁共振谱．实验与理论研究结果表明：ＥＧＣＧ主要构象是其芳香Ｂ环以ｅ键（ 伏键）及芳香Ｄ 环以ａ键（直立键）形式共同与Ｃ环链接．ＥＧＣＧ通过其芳香Ｄ环上酚羟基与ｚｎ（１１）离子相互作用生成稳定的 Ｚｎ（１１）与ＥＧＣＧ摩尔比为１：１的Ｚｎ（１１）．ＥＧＣＧ四面体络合物． ，关键词： 密度泛函理论：络合物：表没食子儿茶素没食予酸酯：Ｚｎ（１１） 中图分类号：Ｏ６４１ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ＥＧＣＧ ｗｉｔｈ Ｚｎ（１１）Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｕ ｎｃｔｉｏｎａｌ Ｔｈｅｏ ＪＩＡＮＧ Ｔｅｎｇ ＭＡ Ｗａｎ—Ｆｕ ＸＩＥ Ｎａｎ ＺＨＯＵ Ｐｉｎｇ （Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆＰｏｌｙｍｅｒｓ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｕｄａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３３， Ｒ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｅａ ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ（一）．ｅｐｉｇａｌｌｏｃａｔｅｃｈｉｎ．３．ｇａｌｌａｔｅ（ＥＧＣＧ） ａｎｄ Ｚｎ（１１）ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｖｉｓｉｂｌｅ（ＵＶ－Ｖｉｓ）ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ．ｓｔａｔｅ’Ｈ ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ（ＮＭＲ）．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｈｅｏｒｙ ｆＤＦＴ）一ｂａｓｅｄ ＵＶ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔｓ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｔｏ ｖｉｅｗ ｉｎｓｉｇｈｔ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅ￣ｙＴｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｆｏｒｍｅｒ ｏｆ ＥＧＣＧ ｉＳ ．ａｎ ａｒｏｍａｔｉｃ Ｂ—ｒｉｎｇ Ｉｎ ａｎ ｅ－ｂｏｎｄ（ｅｑｕａｔｏｒｉａｌ ｂｏｎｄ）ａｎｄ ａｎ ａｒｏｍａｔｉｃ Ｄ—ｒｉｎｇ ｉｎ ａｎ ａ．ｂｏｎｄ（ａｘｉａｌ ｂｏｎｄ）ａｎｄ ｔｈｅｓｅ ａｒｅ Ｉｉｎｋｅｄ ｔｏ ｔｈｅ Ｃ－ｒｉｎｇ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ Ｚｎ（１１）ｉｏｎ ｃａｎ ＣＯＯｒｄｉｎａｔｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｄ－ｒｉｎｇ ａｎｄ ｆｏｒｍ ａ ｓｔｅａｄｙ ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌ Ｚｎ（ＩＩ）－ＥＧＣＧ ｃｏｍｐｌｅｘ ｉｎ ａ １：１ ｍｏｌａｒ ｒａｔｉｏ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｈｅｏ￣； Ｃｏｍｐｌｅｘ； （一）一ＥｐｉｇａｌＩｏｃａｔｅｃｈｉｎ一３一ｇａｌｌａｔｅ； Ｚｎ（１１） １ 引 言 阿尔茨海默氏病是一种发生在老年及老年前期 的原发性退行性疾病，也称为老年痴呆症．随着人们 的ｐ淀粉样（Ａｐ）多肽是老年斑的主要组成． 正是由 于Ａｐ多肽在脑内错误折叠而纤维化沉积，导致神经 炎斑和老年斑的生成． Ｃｕ（ＩＩ）、 ＡＩ（ＩＩＩ）、 Ｆｅ（ＩＩＩ）、ｓ Ｚｎ（ＩＩ） 等金属离子能明显促进ＡＢ多肽的聚集和纤 维化过程，并在老年斑中明显富集．其中，人脑中富 集的Ｚｎ（ＩＩ） 与ＡＢ多肽有两个络合位点，可加速多 肽沉积，“且由于Ｚｎ（ＩＩ）在老年痴呆症中对与ｔａｕ蛋 生活水平的不断提高，社会趋于老龄化，阿尔茨海默 氏病已成为老年人主要的死因之一． 其病理特征表 现为大脑皮层和海马区出现大量老年斑和神经纤维 缠结，并伴随神经元功能丧失． 源于淀粉样蛋白前体 Ｒｅｃｅｉｖｅｄ：Ｍａｙ ３０，２０ｌ１；Ｒｅｖｉｓｅｄ：Ｊｕｌｙ ４，２０１ｌ：Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｏｎＷｅｂ：Ａｕｇｕｓｔ ｌ６，２０１１ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｐｉｎｇｚｈｏｕ＠ｆｕｄａｎ．ｅｄｕ．ｃｎ；Ｔｅｌ：＋８６．２１．５５６６４０３８． Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｗａｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆＣｈｉｎａ（１０４７５０１７，２０６７３０２２，２１０７４０２５）ａｎｄ Ｆｕｄａｎ Ｓ Ｕｎｄｅｒｇｒａｄｕａｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ Ｐｒｏｇｒａｍ，Ｃｈｉｎａ（０８００７）． 国家自然科学基金（１０４７５０１７，２０６７３０２２，２１０７４０２５）ｆｆ￣．复旦大学本科生学术研究计￣（０８００７）资助项目 （９ Ｅｄｉｔｏｒｉａｌ ＯｆｉＣＣ ｏｆＡｃｔｆａ Ｐｈｙｓｉｃｏ—Ｃｈｉｍｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ ２２９２ Ａｃｔａ Ｐ ｓ．一Ｃｈｉｍ．Ｓｉｎ ２０１Ｉ ＶＯ１．２７ 白一起过度表达的神经蛋白ｓ１ｏｏ１３起重要作用 而 磁共振谱仪上进行． Ｈ共振频率５００．１ ＭＨｚ， Ｈ ９０。 备受关注．寻找有效的金属离子捕捉剂 ・ 以抑制 金属离子对ＡＩ３多肽聚集以及氧化还原作用，成为改 善和治疗老年痴呆症的药物筛选方案之一． 目前，已有报道表明某些金属离子鳌合剂和抗 氧化剂可能对老年痴呆症有治疗作用． 流行病学 脉冲宽度ｌ０ ｓ，脉冲延迟３．０ Ｓ，扫描次数１３６．以氘 代二甲亚砜（ＤＭＳＯ．ｄ。）为溶剂，四甲基硅烷（ＴＭＳ）作 外标，直径５ ｍｍ核磁样品管． ２．４ ＤＦＴ计算 理论计算采用Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３中的ＤＦＴ程序包， 研究发现，某些植物成分如茶多酚、姜黄素等作为 使用Ｂ３ＬＹＰ相关函数，该函数可有效平衡定域交换 饮品或食物佐料长期服用可以预防或降低脑神经 退行性疾病的发病率， 因为茶多酚或姜黄素衍生 物具有较强的抗氧化能力，并可清除体内过多的金 属离子及自由基． 。由于茶多酚可通过血脑屏障， 其在诸多与活性氧物种（ＲＯＳ）相关的疾病中都有 广泛研究，例如癌症、心血管疾病以及神经退行性 疾病． 对茶多酚的组成分析表明，表没食子儿茶素没 食子酸酯（ｃｏｃｏ）是其主要组份． 在茶多酚类衍生 物中，ＥＧＣＧ具有更好的抗氧化活性和清除自由基 及金属离子的能力．２３－２５报道显示，ＥＧＣＧ能与某些 金属离子，如铁、 锰、∞铝 等络合，削弱这些离子 对ＡＩ３多肽聚集影响，并可抑制过渡金属催化的自由 基产生． 虽然儿茶素ｆｆ＋）ｃａｔｅｃｈｉｎ）与ｚｎ（ｍ离子的 可能络合作用已有研究， 但ＥＧＣＧ与Ｚｎ（ＩＩ）离子的 详细作用机理尚未见报道． 本文运用紫外一可见（ｕｇ－ｖｉｓ）光谱、 Ｈ核磁共振 （ＮＭＲ）波谱、密度泛函理论（ＤＦＴ１等方法系统研究 ＥＧＣＧ与ｚｎ（ｎ）离子的相互作用及络合物结构和物 理化学性质，以期对ＥＧＣＧ预防或治疗老年痴呆症 的可能作用机理有深入了解． ２实验部分 ２．１样品制备 ＥＧＣＧ购于Ｓｉｇｍａ，纯度９５％．分别取１０ ｍｏｌ・ Ｌ 的ＥＧＣＧ水溶液１ ｍＬ与０、０．４、０．６、０．８、１．０、１．２、 １．５ ｍＬ １０～ｔｏｏｌ・Ｌ ＺｎＣＩ：水溶液混合，再用去离子 水将各混合液稀释至１０ ｍＬ，用于紫外检测．另配制 １０ ｍｇ・ｍＬ ＥＧＣＧ氘代甲醇溶液，用于 Ｈ ＮＭＲ实 验． ２．２ ＵＶ－Ｖｉｓ光谱实验 实验在Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｅｍｅｒ公司（ＵＳＡ）Ｌａｍｂｄａ一３ ５型 紫外．可见光谱仪上进行．扫描范围：２００—５５０ ｎｍ． 分辨率：１／ｌｍ． ２。３ ’Ｈ ＮＭＲ实验 实验在Ｂｒｕｋｅｒ公司（Ｇｅｒｍａｎｙ）ＤＭＸ．５００液体核 势和非定域交换势． 。 在几何结构优化中，使用混 合基组，即Ｃ和０原子使用６—３１Ｇ基组，Ｈ原子使用 ６ ２１Ｇ基组，Ｚｎ原子使用６—３１１Ｇ基组．实验证实、此 混合基组对本研究体系结果准确，效率高，可有效 节约计算时问．”紫外吸收光谱计算使用时问相关 的ＤＦＴ方法，所有原予均使用６—３１１Ｇ基组，并使用 ＰＣＭ（ｐｏｌａｒｉｚａｂｌｅ ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ ｍｏｄｅ１）评估水的溶剂效 应． Ｈ ＮＭＲ谱计算采用ＧＩＡＯ（Ｇａｕｇｅ．ｉｎｄｅｐｅｎ— ｄｅｎｔ ａｔｏｍｉｃ ｏｒｂｉｔａ１）方法，使用混合基组 即Ｃ和Ｚｎ 原子使用６—３１１Ｇ基组，Ｏ原子使用６．３１Ｇ基组，Ｈ原 子使用６ ２１Ｇ基组．所有计算均在复旦大学国家高 性能计算中心（上海）的Ｌｉｎｕｘ集群上完成． ３结果与讨论 ３。１ 基于ＤＦＴ计算的ＥＧＣＧ结构 图１是ＥＧＣＧ分子的结构示意图．由图１可见， ＥＧＣＧ有Ａ、Ｂ、Ｄ二个芳香环，其中Ｂ环和Ｄ环指向 纸面内．另外，Ｂ环和Ｄ环与Ｃ环有两种可能链接方 式，或ａ键（直立键）或ｅ键（平伏键），因此存在两种可 能结构模型：一是Ｂ环以ｅ键，Ｄ环以ａ键与Ｃ环链 接，定义为ＥＧＣＧ—Ａ（见图２）；二是Ｂ环以ａ键，Ｄ环 以ｅ键与Ｃ环链接，定义为ＥＧＣＧ．Ｂｒ见图２）．采用 ＤＦＴ方法对此两种结构的热力学平衡态能量（ 和 几率 ）进行计算，结果见表１． 表１为ＥＧＣＧ．Ａ和ＥＧＣＧ—Ｂ理论热力学平衡 态能量及几率．由表１可见，ＥＧＣＧ．Ａ的热力学平衡 态能量比ＥＧＣＧ Ｂ低３．５４ ｋＪ・ｔｏｏｌ～，即ＥＧＣＯ－Ａ较 ０Ｈ Ｈ０＼ ７ ６ ＯＨ 图１ ＥＧＣＧ分子的结构示意图 Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＥＧＣＧ ｍｏｌｅｃｕｌｅ ＮＯ．１０ 江腾等：基于实验和密度泛函理论研究ＥＧＣＧ与Ｚｎ（ＩＩ）的相互作用 ２２９３ ＥＧＣＧ—Ａ Ｈ ０ ｃ ●０ ●Ｚｎ Ｅ（ｊＣＧ—Ｂ 图２ ＥＧＣＧ两种可能结构模型 Ｆｉｇ．２ Ｔｗｏ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ＥＧＣＧ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｍｏｄｅｌｓ Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆＥＧＣＧ－Ａ ｉｓ ｔｈｅ Ｂ ｒｉｎｇ ｂｅｉｎｇ ｌｉｎｋｅｄ ｉｎ Ｐ—ｂｏｎｄ （ｅｑｕａｔｏｒｉａｌ ｂｏｎｄ）ｔｏ ｔｈｅ Ｃ—ｒｉｎｇ，ｔｈｅ Ｄ－ｒｉｎｇ ｉｓ ｉｎ ａ—ｂｏｎｄ（ａｘｉａｌ ｂｏｎｄ） ｔｏ ｔｈｅ Ｃ—ｒｉｎｇ；Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＥＧＣＧ—Ｂ ｉｓ ｔｈｅ Ｂ—ｒｉｎｇ ｂｅｉｎｇ ｌｉｎｋｅｄ ｉｎ ａ—ｂｏｎｄ．ｔｈｅ Ｄ—ｒｉｎｇ ｉＳ ｉｎ －ｂｏｎｄ ＥＧＣＧ．Ｂ稳定，并且前者ｆ０．８０６）较后者（０．１９４）几率 明显高很多．另外，我们测定了ＥＧＣＧ的 ＨＮＭＲ谱 （见图３），并用ＤＦＴ方法分别计算了ＥＧＣＧ．Ａ和 ＥＧＣＧ．Ｂ的 Ｈ化学位移值，结果见表２． 图４是ＥＧＣＧ．Ａ和ＥＧＣＧ．Ｂ结构 Ｈ ＮＭＲ化学 表１ ＥＧＣＧ．Ａ和ＥＧＣＧ．Ｂ理论热力学平衡态能量及几率 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＥＧＣＧ－－Ａ ａｎｄ ＥＧＣＧ－－Ｂ ＲｅｆｅｒｒｅｄｔｏｔｈｅＥＧＣＧ—Ａｅｎｅｒｇｙ ｓｅｔ ａｔ０．０ Ｊ・ｏｔｏ１． Ｔｈｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆｅａｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ． ｛ 【 矗ｈ ８ ７ ６ ４ ３ ２ 图３ ＥＧＣＧ在甲醇溶液中 Ｈ ＮＭＲ谱 Ｆｉｇ．３ Ｈ ＮＭＲ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ＥＧＣＧ ｉｎ ｍｅｔｈａｎｏｌ ｓｏｌｖｅｎｔ 表２实验和基于ＤＦＴ理论计算的ＥＧＣＧ的 ＨＮＭＲ化学 位移（ Ｔａｂｌｅ ２ Ｈ ＮＭＲ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔｓ（ ｂａｓｅｄ Ｏｉｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ＤＦＴ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ＥＧＣＧ 。Ａｔｏｍｎｕｍｂｅｒｓ ａｒｅｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓｔｈｏｓｅｉｎ Ｆｉｇ．１： Ｒｅｆｅｒｒｅｄｔｏｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ‘Ｈ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔ ｏｆｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ ｒＴＭＳ）； Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｗｏＨ ａｔｏｍｓ ａｔ ｓｉｔｅ４ｉｎ ｌｕＦｉ ∞亡ｏｕ矗ｕＩｇ．１ ｐ１０『ｕ∞ｂ 位移理论值与实验值相关性曲线．由图４可见， ＥＧＣＧ—Ａ结构较ＥＧＣＧ—Ｂ结构具有更高的理论与实 验相关系数Ｒ ｆ０．９８３９）．综合上述关于ＥＧＣＧ．Ａ和 ＥＧＣＧ—Ｂ结构的热力学平衡态能量及几率，以及 Ｈ ＮＭＲ化学位移分析，我们认为ＥＧＣＧ．Ａ结构较 图４ ＥＧＣＧ－Ａ￥ｆｌＥＧＣＧ—Ｂ的 Ｈ ＮＭＲ化学位移的实验与 ＤＦＴ理论值的相关性 Ｆｉｇ．４ Ｈ ＮＭＲ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔｓ ｏｆ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ＤＦＴ ｆｏｒ ＥＧＣＧ—Ａ ａｎｄ ＥＧＣＧ￣ Ａｃ｛ｎ Ｐｋｙｓ．一Ｃｈｉｍ Ｓｉｎ．２０１１ Ｖｏ１．２７ ＥＧＣＧ—Ｂ更稳定，是ＥＧＣＧ的主要结构． 配位络合物． 于是，Ｚｎ（ｎ）除与ＥＧＣＧ两个脱质子羟 基络合形成五元环螯合物结构外，还与两个水分子 配位，形成四面体配合物结构． 为明确络合位点，对络合物模型Ｚｎ（ＩＩ）一ＥＧＣＧ． Ｂ和ＺｎＯＩ）．ＥＧＣＧ．Ｄ紫外光谱进行了理论计算，结 果见表３．理论计算显示，络合物模型Ｚｎ（ＩＩ）一ＥＧＣＧ— Ｂ吸收带在２８０ ｒｉｍ，与ＥＧＣＧ实验值（２７３ ｎｍ）接近： 络合物模型Ｚｎ（ＩＩ）一ＥＧＣＧ—Ｄ有两个吸收带，分别在 ３．２ Ｚｎ（１１）一ＥＧＣＧ络合物的形成 不同Ｆ／Ｚｎ（［Ｉ）＂ｒ／ 。溶液的紫外吸收光谱见图５Ａ．如 图５Ａ所示，随ｎＺｎ（１Ｄ：咒 。增大，位于２７３ ｎｍ处ＥＧＣＧ 吸收峰逐渐减弱，而位于３２５ ｎｍ出现新吸收峰，且 逐渐增强，说明此峰为形成络合物的吸收峰．由于 Ｚｎ（１Ｉ）离子与ＥＧＣＧ络合作用，ＥＧＣＧ紫外吸收能级 发生红移 从２７３ ｎｍ移向３２５ ｒｌｌＴ１．我们分别以２７３ 和３２５／／／７）处吸光度对 Ｉｌ １： 哪。值做图（图５Ｂ）发现， 络合物在３２５ ｎｍ吸光度随ｎＺｎ｛ｌ１）： 。增大而增大，当 比值大于１．０时，吸光度达到饱和，说明Ｚｎ（Ｕ）与 ＥＧＣＧ形成Ｉ：１络合物．同样 ＥＧＣＧ在２７３ ｒｉｍ吸光 ３１０和３４０ ｒｉｍ，在Ｚｎ（ＩＩ）－ＥＧＣＧ络合物实验值（３２５ ｎｍ）两侧．事实上 苯环有三个理论吸收带，分别为 Ｅ 、Ｅ 、 带，皆由 一 跃迁引起． 无助色团存在时， 强吸收Ｅ 带一般出现在２００ ｎｍ以下，在紫外光区观 测不到；强吸收Ｅ 带也常以“末端吸收”出现，吸收 波长低于２５０ ｎｍ；而 带则为出现在２３０ ｌｑｍ以上弱 度随Ｆ／ｚｎ（ｎ）：，ｚ嘟。增大而减小，当比值大于１．０时，吸收 强度亦达到饱和． ３．３络合物作用位点及空间结构 从ＥＧＣＧ结构图（图１）可见，芳香Ｂ环和Ｄ环都 吸收带．当苯环与含７／＂键的生色团Ｃ＝Ｏ直接相连 时，形成更大丌一 共轭体系，不仅使芳香环Ｂ带强度 增加，谱带明显红移，还可能产生新谱带，即 带．曲 这种 带通常与 带合并出现在Ｅ 带和 带之间． 因此，可能在紫外光区检测到芳香环 带和 带．另 含有３个邻位酚羟基，即均具有较强络合金属离子 能力，因此，ＥＧＣＧ与Ｚｎ（ＩＯ络合可能发生在Ｂ环（图 ６（Ａ）），亦或发生在Ｄ环（图６（Ｂ））．由于Ｚｎ（１Ｉ）具有 ３ 满壳层电子结构，形成络合物时，其外层４ 及４ 空轨道进行 杂化，与４个供电子配体形成四面体 外，当芳香环与含有未成键电子对的助色团一ＯＨ 链接，助色团上 电子与苯环产生ｐ一万共轭，将使 ８ Ｃ 弼 ８ 亡 宅 ｏ ∞ 品 皂 ｏ 《 《 ＾／ｎｍ ｎｚｎ：ｎＥＧｃＧ 图５ 不同ｎｚｎ｛ｌ１）：，ｌＭｔ 时ｕＶ光谱（Ａ）以及在２７３和３２５ ｎｍ处的ＵＶ吸光度（Ｂ） Ｆｉｇ。５ ＵＶ ｓｐｅｃｔｒａ（Ａ）ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂａｎｅｅ ａｔ ｂａｎｄ ｏｆ ２７３ ａｎｄ ３２５ ｕｍ（Ｂ）ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎＺｎＯ１）：＂ＥｃｃＧ ０Ｈ ｆＡ） ｆＢ１ Ｈ 图６ Ｚｎ（ＩＩ）与ＥＧＣＧ络合物的两种结构模型 Ｆｉｇ．６ Ｔｗｏ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ Ｚｎ（ＩＩ）一ＥＧＣＧ ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ （Ａ）Ｚｎ（１Ｉ）一ＥＧＣＧ－Ｂ，ｚｎ（Ｉｔ）ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｂ－ｒｉｎｇ ｏｆ ＥＧＣＧ；（Ｂ）Ｚｎ（ＩＩ）一ＥＧＣＧ—Ｄ．Ｚｎ（１Ｉ）ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｄ．ｒｉｎｇ ｏｆＥＧＣＧ Ｎｏ．１０ 江腾等：基于实验和密度泛函理论研究ＥＧＣＧ与Ｚｎ（Ｉｔ）的相互作用 ２２９５ 表３ ＥＧＣＧ及Ｚｎ（１Ｉ）一ＥＧＣＧ络合物的实验和（ＴＤ）．ＤＦＴ 理论ｕＶ吸收带 Ｔａｂｌｅ ３ ＵＶ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂａｎｄｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｉｍｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ（ＴＤ）一ＤＦＴ－ｂａｓｅｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＥＧＣＧ ａｎｄ Ｚｎ（ＩＩ）－ＥＧＣＧ ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ 。ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ ｓｔｒｅｒＪＩｇｔｈ 图７ Ｚｎ（ＩＩ）与ＥＧＣＧ－Ｄ环络合的ＺｎＯＩ）一ＥＧＣＧ络合物的 理论结构 Ｆｉｇ．７ Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｚｎ（ｎ）一ＥＧＣＧ ｃｏｍｐｌｅｘ ｗｉｔｈ Ｚｎ（１１）ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ Ｄ—ｒｉｎｇ ｏｆ ＥＧＣＧ 和 带进一步红移， 带强度进一步增大，且助色团 推电子能力越强，这种变化越显著．当助色团一ＯＨ 与金属离子形成配位键之后，助色团一ＯＨ将失去 质子变成一０一基团，该基团具有更强推电子能力． 本实验发现，ＥＧＣＧ在与Ｚｎ（ＩＩ）络合前后发生了明显 紫外吸收红移，从２７３ ｎｌＴｌ红移至３２５ ｒｉｍ，这与推理 相符．理论计算表明，与 环络合的络合物 Ｚｎ（ＩＩ），ＥＧＣＧ—Ｂ的Ｕｖ吸收带在２８０ ｎｍ，与ＥＧＣＧ本 身吸收峰２７３ ｎｍ接近，但与络合物实验值３２５ ｉｌｒｒｌ 相差甚远，因此推断Ｚｎ（ＩＩ）与ＥＧＣＧ络合可能未发 生在Ｂ环．而实验测得络合物ｕＶ峰３２５ ｒｉｍ介于理 论计算的络合物Ｚｎ（ＩＩ）一ＥＧＣＧ—Ｄ的两个ＵＶ吸收带 ３１０和３４０ ｎｉｎ之问，如果认为实验中紫外吸收带 ３１０与３４０ ｎｌＴｌ吸收产生严重重叠，可能会出现一个 中心吸收带，接近３２５ ｎｍ，因此我们推断，Ｚｎ（ＩＩ）与 ＥＧＣＧ络合可能发生在Ｄ环，理论计算结构如图７ 所示． ４结论 实验和理论研究表明，ＥＧＣＧ主要构象为芳香 Ｂ环以ｅ键，芳香Ｄ环以ａ键共同与Ｃ环链接．ＥＧＣＧ 通过其芳香Ｄ环上酚羟基与Ｚｎ（ｎ）离子相互作用， 生成稳定的摩尔比为１：１的Ｚｎ（ｎ）．ＥＧＣＧ四面体络 合物．ＥＧＣＧ可通过捕捉或络合金属离子，如Ｚｎ（ＩＩ）、 Ｃｕ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）等，而抑制金属离子与Ａｏ多肽相互作 用，从而削弱金属离子络合ＡＩ３多肽后所诱导的氧化 还原和多肽神经毒性．因此，多食富含茶多酚类物 质，如茶叶、红酒等，可能有助于预防或治疗神经退 行性疾病． Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ （１）Ｓｅｌｋｏｅ，Ｄ．Ｊ．Ｐｈｙｓｉｏ１．Ｒｇ ２００１，８ｌ，７４１． （２）Ｇｕｐｔａ，Ｖ Ｂ．；Ａｎｉｔｈａ，Ｓ．；Ｈｅｇｄｅ，Ｍ Ｌ．；Ｚｅｃｃａ，Ｌ．；Ｇａｒｒｕｔｏ，Ｒ． Ｍ．；Ｒａｖｉｄ，Ｒ．；Ｓｈａｎｋａｒ，Ｓ．Ｋ．；Ｓｔｅｉｎ，Ｒ．；Ｓｈａｎｍｕｇａｖｅｌｕ，Ｐ．； Ｒａｏ、Ｋ．Ｓ．Ｊ．Ｃｅ Ｍｏ１．ＬｌｙｅＳｃｉ．２００５，６２，１４３． （３）Ｂａ￣ｏｗ，Ｃ．Ｊ‘；Ｚａｇｏｒｓｋｉ，Ｍ．Ｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ １９９１，２５３，１ ７９． （４）Ｅｔｃｈｅｂｅｒｒｉｇａｒａｙ，Ｒ．；ｌｔｏ，Ｅ．；Ｋｉｍ，Ｃ．Ｓ．；Ａｌｋｏｎ，Ｄ．Ｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ １９９４，２６４，２７６． （５）Ｍａｓｔｅｒｓ，Ｃ．Ｌ．；Ｓｉｍｍｓ，Ｇ．；Ｗｅｉｎｍａｎ，Ｎ．Ａ．；Ｍｕｌｔｈａｕｐ，Ｇ．； ＭｃＤｏｎａｌｄ．Ｂ．Ｌ．：Ｂｅｙｒｅｕｔｈｅｒ，Ｋ．Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ．Ｓｃｉ ＵＳＡ． １９８５，８２，４２４５． （６１ Ｍｕｌｔｈａｕｐ，Ｇ．；Ｓｃｈｌｉｃｋｓｕｐｐ，Ａ．；Ｈｅｓｓｅ，Ｌ．；Ｂｅｈｅｒ，Ｄ．；Ｒｕｐｐｅｒｔ， ；Ｍａｓｔｅｒｓ，Ｃ．Ｌ．；Ｂｅｙｒｅｕｔｈｅｒ，Ｋ．Ｓｃｉｅｎｃｅ １９９６，２７１，１４０６． （７） Ｋａｗａｈａｒａ，Ｍ．；Ｍｕｒａｍｏｔｏ，Ｋ．；Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｋ．；Ｍｏｒｉ，Ｈ．； Ｋｕｒｏｄａ，Ｙ Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．１９９４，１９８，５３ １ （８） Ｌｏｖｅｌｌ，Ｍ．Ａ；Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ，Ｊ．Ｄ；Ｔｅｅｓｄａｌｅ， Ｊ．；Ｃａｍｐｂｅｌｌ，Ｊ．Ｌ．； Ｍａｒｋｅｓｂｅｒｙ， Ｒ． Ｎｅｕｒｏｌ Ｓｃｉ １９９８，１５８，４７． （９） Ｍａｎｔｙｈ，Ｐ Ｗ．；Ｇｈｉｌａｒｄｉ，Ｊ．Ｒ；Ｒｏｇｅｒｓ，Ｓ．；Ｄｅｍａｓｔｅｒ，Ｅ．；Ａｌｉｅｎ， Ｃ．Ｊ．；Ｓｔｉｍｓｏｎ，Ｅ Ｒ．；Ｍａｇｇｉｏ，Ｊ．Ｅ． Ｎｅｕｒｏｃｈｅｍ．１９９３，６１， ｌ１７１． （１０） Ｃｕａｊｕｎｇｃｏ，Ｍ．Ｐ；Ｆａｇｅｔ，Ｋ．Ｙ Ｂｒａｉｎ Ｒｅｓ．Ｒｅｖ．２００３，４１，４４． ｆ１ｌ Ｙａｎｇ，Ｄ．Ｓ．；ＭｃＬａｕｒｉｎ，Ｊ．；Ｑｉｎ，Ｋ．Ｆ．；Ｗｅｓｔａｗａｙ，Ｄ．；Ｆｒａｓｅｒ，Ｅ Ｅ．Ｅｕｒ． Ｂｉｏｃｈｅｍ．２０００，２６７，６６９２． （１２） Ｄｏｍｉｎｇｏ．Ｊ．Ｌ．Ｊ．Ａｋｈｅｉｍｅｒｓ Ｄｉｓ ２００６．１ ０，３３、． （１３） Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ—Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ，Ｃ．；ｄｅ Ｇｒｏｏｔ，Ｎ．Ｓ；Ｒｉｍｏｌａ，Ａ．；Ａｌｖａｒｅｚ— Ｌａｒｅｎａ，Ａ．；Ｌｌｏｖｅｒａｓ，Ｖ；Ｖｉｄａｌ—Ｇａｎｃｅｄｏ，Ｊ；Ｖｅｎｔｕｒａ，Ｓ．； Ｖｅｎｄｒｅｌｌ，Ｊ．；Ｓｏｄｕｐｅ，Ｍ ；Ｇｏｎｚａｌｅｚ—Ｄｕａｒｔｅ，Ｐ Ａｍ．Ｃｈｅｍ，Ｓｏｃ， ２００９，１３１，１４３６． （１４） Ｈｉｎｄｏ，Ｓ．Ｓ．；Ｍａｎｃｉｎｏ，Ａ Ｍ．；Ｂｒａｙｍｅｒ，Ｊ．Ｊ．；Ｌｉｕ，Ｙ Ｈ．； Ｖｉｖｅｋａｎａｎｄａｎ，Ｓ．；Ｒａｍａｍｏｏ￣ｈｙ，Ａ．；Ｌｉａｒ，Ｍ。Ｈ． Ａｍ，Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．２００９，１３１，１６６６３． （１５） Ｚａｔｔａ，Ｐ；Ｔｏｇｎｏｎ，Ｇ．；Ｃａｒａｍｐｉｎ， Ｐｉｎｅａ１．Ｒｅｓ．２００３，３５，９８． ｒ１６、 Ｙｏｏｎ，Ｉ．；Ｌｅｅ，Ｋ．Ｈ．；Ｃｈｏ，Ｊ．Ｓ．Ａｒｃｈ．Ｐｈａｒｍａｃａｌ Ｒｅｓ ２００４，２７， ４５４． （１７） Ｂａｕｍ，Ｌ；Ｎｇ，Ａ． ＡｌｚｈｅｉｍｅｒｓＤｉｓ．２００４，６，３６７． （１８） Ｔａｎ，Ｅ．Ｋ．；Ｔａｎ，Ｃ．；Ｆｏｏｋ～Ｃｈｏｎｇ，Ｓ．Ｍ Ｃ．；Ｌｕｍ，Ｓ．Ｙ；Ｃｈａｉ，Ａ．； Ｃｈｕｎｇ，Ｈ．；Ｓｈｅｎ，Ｈ．；Ｚｈａｏ，Ｙ；Ｔｅｏｈ，Ｍ．Ｌ ；Ｙｉｈ，Ｙ；Ｐａｖａｎｎｉ， Ｒ．；Ｃｈａｎｄｒａｎ，Ｖ Ｒ．；Ｗｏｎｇ，Ｍ．Ｃ． Ｎｅｕｔｖ１．Ｓｃｉ．２００３，２１６，１６３ （１９） Ｏｒｇｏｇｏｚｏ，Ｊ．Ｍ．；Ｄａｒｔｉｇｕｅｓ，Ｊ．Ｆ．；Ｌａｆｏｎｔ，Ｓ．；Ｌｅｔｅｒｍｅｕｒ，Ｌ．； ２２９６ Ａｃｔａ Ｐｈｖｓ．一Ｃｈｉｍ．Ｓｉｎ．２０１１ Ｖ０】．２７ Ｃｏｍｍｅｎｇｅｓ，Ｄ．：Ｓａｌａｍｏｎ，Ｒ．；Ｒｅｎａｕｄ，Ｓ．；Ｂｒｅｔｅｌｅｒ，Ｍ． Ｐ ＮｅＵＹＯ［－Ｆｒｏｎｃｅ １９９７．ｊ５３．１ ８５ （２ｏ）Ｒｅｃｈｎｅｒ，Ａ Ｒ．；Ｋｕｈｎｌｅ，Ｇ；８ｒｅｎｍｅｒ，Ｐ．；Ｈｕｂｂａｒｄ，Ｏ．Ｐ＝；Ｍｏｏｒｅ， Ｋ．Ｐ＿；Ｒｉｃｅ—Ｅｖａｎｓ，Ｃ Ａ．Ｆ ｅ Ｒａｄｉｃａｆ Ｂｉｏ１．Ｍｅｄ．２００２，３３，２２０． （２１）Ａｂｄ Ｅ１ Ｍｏｈｓｅｎ，Ｍ．Ｍ．；Ｋｕｈｎｌｅ，Ｇ；Ｒｅｃｈｎｅｒ，Ａ．Ｒ．；Ｓｃｈｒｏｅｔｅｒ， Ｈ．；Ｒｏｓｅ，Ｓ．；Ｊｅｎｎｅｒ，Ｐ；Ｒｉｃｅ—Ｅｖａｎｓ，Ｃ．Ａ．Ｆｒｅｅ Ｒａｄｉｃａｌ Ｂｉｏｌ Ｍｅｄ．２００２，３３，ｌ６９３． （２２）Ｋｈｏｋｈａｒ，Ｓ．；Ｍａｇｎｕｓｄｏｔｔｉｒ，Ｓ Ｇ Ｍ．０２ Ａｇｒｉｃ Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍ ２００２， ５０，５６５ （２３）Ｎａｎｊｏ，Ｆ．；Ｍｏｒｉ，Ｍ；Ｇｏｔｏ，Ｋ．；Ｈａｒａ，Ｙ Ｂｉｏｓｃｉ．Ｂｉｏｔｅｅｈｎｏ１． Ｂｉｏｃｈｅｍ １９９９．６３．１６２１． （２４）Ｐａｎｎａｌａ，Ａ．；ＲｉｃｅＥｖａｎｓ，Ｃ Ａ．；Ｈａｌｌｉｗｅｌｌ，Ｂ．；Ｓｉｎｇｈ，Ｓ Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ｒｅｓ．Ｃｏｍｍｕｎ １９９７，２３２，１６４ （２５）Ｎａｎｊｏ，Ｆ．；Ｇｏｔｏ，Ｋ；Ｓｅｔｏ，Ｒ．；Ｓｕｚｕｋｉ，Ｍ．；Ｓａｋａｉ，Ｍ．；Ｈａｒａ，Ｙ Ｆｒｅｅ Ｒａｄｉｅａｌ ＢｉｏＬ Ｍｅｄ １９９６．２１．８９５． （２６）Ｅｌｈａｂｉｉｆ，Ｍ．；Ｃａｒｔｅｒ，Ｃ．；Ｍａｒｍｏｌｌｅ，Ｆ；Ｔｒａｂｏｕｌｓｉ Ｈ．Ｉｎｏｒｇ ｉｍ．Ａｃｔａ ２００７．３６０．３５３ （２７）Ｉｎｏｕｅ，Ｍ．Ｂ．；Ｉｎｏｕｅ，Ｍ．；Ｆｅｍａｎｄｏ，Ｑ．；Ｖａｌｃｉｃ，Ｓ．；Ｔｉｍｍｅｒｒｎａｎｎ， Ｂ．Ｎ．＿，Ｉｎｏｒｇ Ｂｉｏｃｈｅｍ ２００２．８８．７ （２８）Ｃｈｅｎ，ＹＭ．：Ｗａｎｇ，Ｍ Ｋ．；Ｈｕａｎｇ，ＰＭ． Ａｇｒｉｃ．ＦｏｏｄＣｈｅｍ ２００６，５４，２１２ （２９）Ｚａｖｅｒｉ，Ｎ Ｔ．ＬｉｆｅＳｃｉ ２００６，７８，２０７３ （３０） Ｗｅｉｎｒｅｂ，Ｏ．；Ｍａｎｄｅ｝，Ｓ：Ａｍｉｔ， ；Ｙｏｕｄｉｍ，Ｍ．Ｂ Ｈ Ｎｕｔｒ Ｂｉｏｃｈｅｍ，２００４，１５，５０６． ｆ３ｉ） Ｂｏｄｉｎｉ，Ｍ．Ｅ；ｄｅｌ Ｖａｌｌｅ，Ｍ．Ａ．：Ｔａｐｉａ，Ｒ．；Ｌｅｉｇｈｔｏｎ。Ｆ；Ｂｅｒｒｉｏｓ， Ｐ Ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｎ ２００１．２０．１００５． （３２） Ｆｒｉｓｃｈ，Ｍ．Ｊ．；Ｔｒｕｃｋｓ，Ｇ． ；Ｓｃｈｌｅｇｅｌ，Ｈ．Ｂ．；ｅｔ ａｌ Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３ Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｂ．０５；Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．：Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，Ｃ ２００４． （３ Ｂｅｃｋｅ，Ａ．Ｄ Ｊ．Ｃｈｅｍ Ｐｈｙｓ．１９９３，９８，５６４８． （３ Ｌｅｅ，Ｃ．Ｔ ；Ｙａｎｇ， Ｔ．；Ｐａｒｒ，Ｒ Ｇ．Ｐ Ｒｏｚ Ｂ１９８８，３７，７８５． ｆ３ Ｚｈｏｕ，Ｐ；Ｌｉ，Ｇ．Ｙ．；Ｓｈａｏ，Ｚ．Ｚ；Ｐａｎ，Ｘ．Ｙ；Ｙｕ，Ｔ．Ｙ． Ｐｈｙｓ Ｃｈｅｍ Ｂ ２００１，１０５，１２４６９． （３６） Ｃｒｅｓｃｅｎｚｉ，Ｏ．；Ｐａｖａｎｅ，Ｍ．；Ｄｅ Ａｎｇｅｌｉｓ，Ｆ．；Ｂａｒｏｎｅ，Ｖ 脚． Ｃｈｅｍ Ｂ ２００５，１０９，４４５． ｆ３７、 Ｐｒｅａｔ，Ｊ．；Ｊａｃｑｕｅｍｉｎ，Ｄ．；Ｗａｔｈｅｌｅｔ，Ｖ．；Ａｎｄｒｅ，Ｊ．Ｍ．；Ｐｅｒｐｅｔｅ，Ｅ． Ａ． Ｊｐ ，Ｃｈｅｍ．Ａ ２００６，１１０，８１４４． ｆ３８１ Ｃｈｅｒｔ，Ｈｌ Ｊ ；Ｘｉｅ，Ｓ，Ａ．；Ｚｈａｎｇ，Ｗ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｅｓｓ：Ｂｅｉｊｉａｎｇ．２００２；Ｐ ４００．【陈虹锦， 谢少艾，张 卫．无机与分析化学．北京：科学出版社，２００２； Ｐ４００．］ （３９１ Ｘｕｅ，Ｓ．Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｐｒｅｓｓ ｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆＣｈｉｎａ：Ｈｅｆｅｉ，２００５；Ｐ ３４２． ［薛松．有机结构分析．合肥：中国科学技术大学出版社， ２００５；Ｐ ３４２．】
