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       【摘要】 
       目的研究钴（Ⅱ）氨基葡萄糖α氨基酸三元配合物的稳定性。方法pH电位滴定法测定（298±0.1）K，I=0.10 mol/L KNO3条件下钴（Ⅱ）氨基葡萄糖α氨基酸三元配合物的稳定常数。 结果钴（Ⅱ）与氨基葡萄糖和甘氨酸(Gly)、脯氨酸(Pro)、丝氨酸(Ser)、缬氨酸(Val)、异亮氨酸(ILE)、苯丙氨酸（Phe）、蛋氨酸（Met）形成的三元配合物的稳定常数分别为8.64，8.49，7.65，8.61，8.72，8.32，8.45。结论在钴（Ⅱ）氨基葡萄糖α氨基酸三元体系中，生物配体氨基葡萄糖和α－氨基酸具有良好的相容性，三元配合物的稳定性随α氨基酸的碱性及二元配合物稳定性的增大而增大。
       【关键词】  钴（Ⅱ） 氨基葡萄糖 α 氨基酸 三元配合物 稳定性
       The Stability of Glucosamineαaminoacidscobalt(Ⅱ) Ternary Complexes
       DONG Li，GENG Mingjiang，HUA Yuanzhao，LI Conghui，SUN Xiangde
       Xinxiang Medical College，Xinxiang  453003,China
       Abstract:ObjectiveTo study the stability of glucosamineαaminoacids-cobalt(Ⅱ) ternary complexes. MethodsThe formation constant of α-aminoacids- glucosamine  cobalt (Ⅱ) ternary complexes were determined at 298 K, I=0.1 mol/L KNO3 by pH method. ResultsThe formation constant of α-aminoacids- glucosamine - cobalt(Ⅱ) ternary complexes were Gly 8.64, Pro8.49, Ser7.65, Val8.61, iLe8.72, Phe8.32 and Met8.45.ConclusionThe two biologically active ligand,αaminoacid and glucosamine accommodate each other when coordinated to cobalt(Ⅱ) ion. The stability of ternary complex is larger than that of the corresponding binary complex. The formation constant of the ternary complexes increases with the increase of protonation constant of aminoacid and the stability of its binary complexes.
       Key words:Glucosamine;   αAminoacid; Cobalt(Ⅱ) ;  Ternary complex; Stability
       甲壳素又名几丁质、甲壳质、壳多糖等，是一种广泛存在于甲壳纲动物如蟹、虾、软体动物、昆虫及高等植物细胞壁中的线性氨基多糖，其资源丰富，是自然界除蛋白质外数量最大的含氮天然有机高分子，广泛应用于工业、农业、医药、环保及健康领域［1］。氨基葡萄糖作为甲壳素的最终水解产物，是一种天然的氨基单糖，存在于人体特别是关节软骨中，是关节软骨中蛋白多糖的组成成分。它可以特异性地作用于关节软骨，恢复软骨细胞正常的代谢功能［2］；研究表明，氨基葡萄糖及其盐酸盐可以有效地抑制白血病细胞K562的生长［3］。临床上可用于治疗骨关节炎［4］。尽管氨基葡萄糖具有重要的生理活性，但对其性质研究不多，目前，有关金属离子与氨基葡萄糖盐酸盐，氨基葡萄糖席夫碱和N-乙酰氨基葡萄糖的配合物的合成［5，6］、抗菌活性［7］及与DNA的作用［8］研究时有报道，但有关氨基葡萄糖与金属离子形成配合物的稳定性研究甚少［9］，而钴（Ⅱ）氨基葡萄糖α氨基酸三元配合物的稳定性研究还未见报道。
       钴是人体必需的重要微量元素，具有增强人体造血功能的作用。维生素B12是钴在人体内的主要存在形式。鉴于生物体在不断物质代谢的良性循环中，普遍存在平衡和竞争的化学反应，而三元混配型配合物是生物体内一种重要类型的化合物。因此，对三元竞争型配合物稳定性的研究有助于了解生理生化过程。本文选择人体必需的重要微量元素钴（Ⅱ）为中心离子，研究钴（Ⅱ）氨基葡萄糖α氨基酸三元竞争性体系的稳定性，以期了解生物配体氨基葡萄糖和α氨基酸的相容性，为开发甲壳素生物资源及了解氨基葡萄糖的生理功能提供理论参考。
       1  仪器与试剂
       1.1  仪器
       意大利HANNA pH213型酸度计（精度0.001pH），HI1131复合电极。Shimadzu超级恒温水槽（精度0.1℃）。
       1.2   试剂氨基葡萄糖（sigma公司），甘氨酸(Gly)、缬氨酸(Val)、异亮氨酸(iLe)、丝氨酸(Ser)、脯氨酸(Pro)、蛋氨酸（Met）、苯丙氨酸（Phe）、氢氧化钠、硝酸、硝酸钾等为国产分析纯试剂，EDTA、邻苯二甲酸氢钾为基准试剂；用EDTA标准溶液标定钴(Ⅱ)离子溶液的浓度为0.010 69mol/L；用常规方法配制无CO2的NaOH溶液，其准确浓度用邻苯二甲酸氢钾基准物质标定为0.187 9 mol/L；1.0 mol/L KNO3溶液用称量法直接配制。
       2  方法与结果
       首先用4种标准缓冲溶液(pH值各为4.003，6.864，9.182，12.454)校正pH计，实验在串联于超级恒温槽上的夹壁容器内在高纯氮气保护下进行，用已除去CO2的氢氧化钠溶液滴定氨基葡萄糖与钴（Ⅱ）的二元配合物，以及氨基葡萄糖、氨基酸与钴（Ⅱ）所形成的三元配合物溶液的稳定常数。在30.00 ml二元配合物滴定体系中，  Co2＋的浓度为1.0×10-3mol/L，氨基葡萄糖浓度为2.0×10-3mol/L；三元滴定溶液体系中，Co2＋∶氨基葡萄糖∶α氨基酸=1∶1∶1，均为1.0×10-3mol/L。实验条件为(298± 0.1)K，离子强度I=0.10 mol/L KNO3。实验溶液均用二次水配制，每组实验至少平行3次。稳定常数的计算用孙宏伟所提供的SCMAR程序［10］在微机上计算，该程序是对TITFIT程序的改进，收敛范围更为广泛。    实验测定的钴（Ⅱ）氨基葡萄糖α氨基酸三元配合物的稳定常数及由此计算的各平衡常数见表1（表中A∶α氨基酸；G∶氨基葡萄糖）。表1  钴（Ⅱ）氨基葡萄糖α氨基酸三元配合物（略）
       3  讨论
       氨基葡萄糖有一级质子化过程，其质子化常数的对数值为7.78，与文献值［9］一致。氨基葡萄糖在298K，I=0.10 mol/LKNO3条件下，与钴可以形成组成为（110）和（120）的配合物(括号内的3个数字分别代表配合物中金属离子、配体及所结合的质子数)，测定的积累稳定常数的对数值分别为3.19，5.99。在钴（Ⅱ）与氨基葡萄糖和氨基酸的三元配合物体系中，经计算机拟合，本研究条件下三元配合物的配位模型为（1110），该结果说明在钴（Ⅱ）和氨基葡萄糖形成二元和三元配合物时，氨基葡萄糖分子中氨基邻位的仲羟基参与配位但并不解离出质子。据此，所形成的三元配合物的可能结构式为：
       实验结果表明，氨基葡萄糖、α－氨基酸与钴（Ⅱ）可以形成较为稳定的三元配合物。将lgβCoAG减去lgβCoA得到lgKCoACoAG，它相当于下列平衡的平衡常数的对数值：
       CoA + G = CoAG
       将计算得到的lgKCoACoAG值列于表1。从表1的数据可以看出，lgKCoACoAG值随着氨基酸的质子化常数lgβ1H的增大而增大。比较表1结果还显示，三元配合物的稳定常数lgβCoAG随着配体α－氨基酸的碱性强度lgβ1H 的增大而增大，说明当配体的结构相似时，配体的碱性越强，所形成的三元配合物越稳定。尽管存在上述正比关系，但进行线性回归分析时，都没有线性关系，说明三元配合物的稳定常数与α－氨基酸的碱性之间不存在直线自由能关系。这可能是因为不同的α－氨基酸其空间结构不同以及在配位时的熵效应不同的缘故。脯氨酸分子中配位氨基处于分子中的五元环中，结构更为特殊，空间结构和配位熵效应对配合物的稳定性影响更为明显，所以钴（Ⅱ）与氨基葡萄糖和脯氨酸的三元配合物的稳定常数数值和其他三元配合物相比较表现得有些异常。
       三元配合物的表征值lgKM为反应CoA2 + CoG2 = 2CoAG的平衡常数的对数，可由下式计算：
       lgKM＝2lgβCoA2 －（logβCoA2 ＋lgβCoG2 ）
       KM称为重配常数。KM越大，形成三元配合物的趋势越大．所研究的三元配合物其KM值均大于1，即两配体相容，所得三元配合物的稳定常数大于相应二元配合物稳定常数的平均值，其稳定性也高于相应的二元配合物．
       常数差ΔlgK代表下列反应的平衡常数的对数值：
       CoA + CoG == CoAG + Co(Ⅱ)
       ΔlgK越大，越有利于混配型配合物的生成，表1中的数据说明上述反应的平衡常数很小，这说明尽管三元配合物较相应二元配合物更为稳定，但该三元体系并不以减少二元配合物为代价而生成三元配合物，这说明二元配合物中单配位的配合物相当稳定，很难为生成三元配合物而解离出金属离子。
       【参考文献】
         　　［1］玉顺子.甲壳素及其衍生物药理作用的研究进展［J］.时珍国医国药，2006，17（10）：2072.
       
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       ［3］王哲，乔岩，黄高升，等．氨基葡萄糖及其盐酸盐诱导白血病细胞K562向巨噬细胞样分化［J］.中国药理学通报，2003,19(3):290．
       
       ［4］Reginster JY, Deroisy R. Long-term effects of glucosamine sulphate on osteoarthritia progression: a radomised，placebo-controlled clinical trial［J］.The Lancet,2001,357(1):251．
       
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       ［6］郭振楚, 彭 斌, 韩 亮.氨基葡萄糖与锌，铁，钴配合物的合成与表征［J］.应用化学, 2001, 18(6):498 .
       
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       ［8］叶勇, 胡继明, 曾云鹗. D－氨基葡萄糖单配金属配合物与DNA作用的光谱研究比较［J］.分析测试学报, 1998, 17(2):24.
       
       ［9］Genchev M, Manalov S, Zhekov S. Coordination reaction of Glucosamine with Cu（II），Fe（III），Co（II）and Ni（II）［J］. Koord. Khim, 1984, 10(2)：168.
       
       ［10］孙宏伟.邻菲罗啉桥联多胺配合物的热力学、动力学研究［D］.天津：南开大学，1998：1.