5-氨基乳清酸的光谱分析及生物活性

2026/1/29 10:38:20 作者:电离式

介绍

5 - 氨基乳清酸(5-Aminoorotic Acid,简称 HAOA)具有生物相容性与多功能反应活性。既能与金属离子形成稳定配合物,又能直接参与机体代谢过程,常常应用于抗氧化、酶抑制等领域。

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图一 5-氨基乳清酸

与金属配合

5-氨基乳清酸与镧(III)、镓(III)等金属离子的配合物通过溶液反应合成,以硝酸镧(La(NO3)3⋅6H2O)或硝酸镓(Ga(NO3)3⋅6H2O)为金属源,与5-氨基乳清酸按金属:配体摩尔比1:3混合;向混合溶液中滴加稀氢氧化钠溶液,逐步调节pH至 5.0,促进配合物沉淀生成;室温下电磁搅拌反应1小时后,过滤、水洗沉淀,经干燥得到目标配合物La(AOA)3⋅3H2O(LaAOA)与Ga(AOA)3⋅3H2O(GaAOA)。该类配合物在水中溶解度较低,但易溶于二甲基亚砜(DMSO)。

振动光谱分析

5-氨基乳清酸中羧基的特征吸收峰在配合物中发生显著位移,在1604 cm⁻¹的C=C伸缩峰,在LaAOA与GaAOA中分别位移至 1637 cm⁻¹ 与 1645 cm⁻¹,证实羧酸盐氧原子与金属离子形成配位键;配合物在 600 cm⁻¹ 以下出现新的 M-O 振动峰(LaAOA 为 617 cm⁻¹,GaAOA 为 602 cm⁻¹),证明金属-配体配位作用的形成;-NH2的对称与不对称伸缩峰在配合物中发生分裂,表明氨基参与氢键形成,进一步稳定了配合物结构。

核磁共振光谱分析

在 DMSO-d₆溶剂中,5-氨基乳清酸的 ¹H NMR 光谱显示三个特征共振峰:羧酰胺质子(δₕ 11.47)、亚胺质子(δₕ 9.44)与氨基质子(δₕ 6.00)。形成配合物后,这些质子的化学位移发生规律性变化:LaAOA 中 N₁-H 与 N₃-H 的化学位移分别为 11.22 与 9.03,GaAOA 中则为 11.46 与 8.48;氨基质子(C₅-NH₂)的化学位移显著高场移动(LaAOA 为 5.57,GaAOA 为 5.33),表明配位作用导致氨基周围电子云密度增加,间接证实羧酸盐氧原子为主要配位位点。

元素分析

元素分析结果验证了5-氨基乳清酸的配合物的组成:LaAOA 中 C、H、N、La 的实测值与理论值(25.60%、2.56%、17.92%、19.77%)基本一致;GaAOA 中 C、H、N、Ga 的实测值与理论值(28.39%、1.89%、19.87%、10.99%)吻合良好,确认了配合物的化学计量比。

生物活性

超氧阴离子清除活性

采用鲁米诺依赖化学发光(LDCL)法,在非酶促(过氧化钾,KO2)与酶促(黄嘌呤 / 黄嘌呤氧化酶,X/XO)两种模型系统中评估了5-氨基乳清酸及其配合物的超氧清除能力:三种化合物的清除活性均随浓度升高而增强,有效浓度范围为1×10−6 1×10−4M;在相同浓度下,对KO2生成的超氧阴离子清除活性显著高于 X/XO 系统,表明化合物可能同时作用于超氧阴离子本身与酶促反应过程;LaAOA 与 GaAOA 的清除活性均优于游离 HAOA,其中 LaAOA 在1×10−4M浓度下对KO2的清除率接近 90%,展现出强效抗氧化潜力。

黄嘌呤氧化酶(XO)抑制作用

黄嘌呤氧化酶XO 作为超氧阴离子生成的关键酶,其活性异常与痛风、肿瘤等疾病密切相关。以尿酸(UA)生成量为指标,可使 XO 活性降低 15-20%,而 LaAOA 与 GaAOA 的抑制率可达 40-45%,且抑制效果随浓度升高而增强;将三种化合物与人类黄嘌呤氧化酶(PDB ID: 2CKJ)进行对接,LaAOA 的 PLPChem 抑制率最高(34.42),通过 14 个氢键与酶活性位点结合,形成稳定复合物;GaAOA 抑制率次之(33.35),通过 8 个氢键与酶相互作用;5-氨基乳清酸抑制率最低(16.45),仅形成 1 个氢键,与 UV 光谱检测结果一致[1]。

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图二 黄嘌呤氧化酶的抑制作用

参考文献

[1]Lozan T ,Luciano S ,Khedidja B , et al.Synthesis, Structure and Impact of 5-Aminoorotic Acid and Its Complexes with Lanthanum(III) and Gallium(III) on the Activity of Xanthine Oxidase[J].Molecules,2021,26(15):4503-4503.DOI:10.3390/MOLECULES26154503.

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