分子间磷酰基转移反应的研究

论文摘要

十多年来,赵玉芬院士研究小组已系统研究了二十种天然α-氨基酸磷酰化产物的化学活性,得到了丰硕且有重大意义的成果。N-磷酰-α-基酸在水-醇体系中能够发生成酯反应、成肽反应、磷原子上的酯交换反应和N→O迁移反应等四种类型的反应,这一点已作为N-磷酰-α-氨基酸的基本性质得到了大家的共识。 本论文在大量实验事实的基础上,首次发现N-磷酰-α-氨基酸除了上述的四类反应外,还可以发生分子间的磷酰基转移反应,即磷酰基可以从一个氨基酸残基转移到另一个氨基酸残基上,同时,这种转移反应也可以进一步推广到非氨基酸体系。本论文从以下三个部分对这种新的磷酰基转移反应进行说明: 第一部分:磷酰基转移反应的初步发现。我们利用O,O-亚苯基磷酰氯合成丝组二肽时,在用高效液相色谱-电喷雾-离子阱多级质谱（HPLC-ESI-MS/MS）联用技术对成肽产物进行了分离和鉴定的过程中,发现在丝组二肽的合成产物里含有几乎等量的副产物组组二肽（His-His）。用常规的理论难以解释组组二肽的生成,因此我们对产物的形成进行了深入的探讨,推测在反应体系中,硅醚保护的组氨酸对氨基酸五配位磷化合物中磷原子存在着亲核进攻竞争反应,初步提出了磷酰基可在不同氨基酸分子之间发生转移反应,反应结果是生成了不同的二肽产物。 第二部分:为了进一步验证分子间的磷酰基转移反应,我们将上部分讨论的O,O-亚苯基磷酰氯改换成为另外一种磷酰化试剂（二异丙氧基磷酸酯,DIPPH）。进行同样的反应后,用ESI-MS进行检测,发现反应产物的混合物中,不仅有His-His二肽,还同时检测出了His-His-His和His-His-His-His的存在,这些都进一步佐证磷酰基确实发生了转移反应。与此同时,我们设计了另外一种反应,将组氨酸的羧基进行酯化保护,然后再与二异丙氧基磷酰化的丝氨酸反应。实验结果显示,因为羧基已被甲酯化,可以阻止肽的生成,在发生分子间磷酰基转移反应后,不会进一步生成His-His等组氨酸寡肽。 第三部分:磷酰基转移反应的推广。前两部分仅涉及到了丝氨酸、组氨酸两

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 磷与生命起源
• 1.1.1 在磷参与下氨基酸的形成
• 1.1.2 在磷参与下核苷酸的形成
• 1.1.3 在磷参与下肽的形成
• 1.1.4 有关生命起源的假说
• 1.2 N-磷酰化氨基酸的提出、性质及其与生命起源的关系
• 1.2.1 N-磷酰化氨基酸的提出及其与生命起源的关系
• 1.2.2 N-磷酰化-α-氨基酸的性质
• 1.2.2.1 N-磷酰化-α-氨基酸的自身活化反应
• 1.2.2.2 N-磷酰化-α-氨基酸侧链对水解及活化反应的影响
• 1.3 磷酰基转移反应的研究进展
• 1.3.1 蛋白质磷酰基转移反应的进展
• 1.3.1.1 磷上酯交换反应
• 1.3.1.2 磷酰基N→O转移反应
• 1.3.1.3 磷酰基转移反应研究的新进展
• 1.3.2 小分子有机化合物间磷酰基转移反应的进展
• 1.3.2.1 磷酰化氨基酸的酯交换反应和N→O磷酰基迁移反应
• 1.3.2.2 磷酰类化合物与醇间的磷酰基转移反应
• 1.4 硕士论文提出的背景和研究内容
• 第二章 磷酰基转移反应的初步发现
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 仪器与试剂
• 2.1.2 丝组二肽的合成
• 2.1.2.1 丝氨酸五配位磷化合物（4）的制备
• 2.1.2.2 硅醚保护的组氨酸5的制备
• 2.1.2.3 化合物4与化合物5的成肽反应
• 2.1.3 产物的HPLC-MS分析
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 化合物4与化合物5的成肽产物的ESI质谱分析
• 2.2.2 副产物组组二肽的确证
• 2.2.3 副产物组组二肽的形成机理探讨
• 2.3 本章小结
• 第三章 磷酰基转移反应的进一步探讨
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 仪器与试剂
• 3.1.2 硅醚保护的磷酰化丝氨酸（16）和（5）间的磷酰基转移反应
• 3.1.2.1 磷酰化丝氨酸（15）的制备
• 3.1.2.2 化合物（16）的制备
• 3.1.2.3 化合物（16）和化合物（5）间的磷酰基转移反应
• 3.1.3 化合物16和硅醚保护的组氨酸甲酯间的磷酰基转移反应
• 3.1.3.1 组氨酸甲酯（17）的制备
• 3.1.3.2 硅醚保护的组氨酸甲酯（18）的制备
• 3.1.3.3 化合物16和18磷酰基转移反应
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 硅醚保护的磷酰化丝氨酸的确定
• 3.2.2 化合物16和5间磷酰基转移产物的ESI质谱分析
• 3.2.3 产物组氨酸寡肽的确定
• 3.2.4 对磷酰基转移机理的研究
• 3.2.5 硅醚保护的磷酰化丝氨酸与硅醚保护的组氨酸甲酯反应的讨论
• 3.3 本章小结
• 第四章 磷酰基转移反应的推广
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 仪器与试剂
• 4.1.2 磷酰化氨基酸与另一氨基酸间的磷酰基转移反应
• 4.1.2.1 磷酰化碱性氨基酸与另一碱性氨基酸间的磷酰基转移反应
• 4.1.2.2 磷酰化酸性氨基酸与另一酸性氨基酸间的磷酰基转移反应
• 4.1.2.3 其余类型的磷酰化氨基酸与另一氨基酸间的反应
• 4.1.3 磷酰化氨基酸与二胺类化合物间的磷酰基转移反应
• 4.1.3.1 磷酰化组氨基酸与二胺类化合物间的磷酰基转移反应
• 4.1.3.2 磷酰化氨基酸与1，6-己二胺间的磷酰基转移反应
• 4.1.4 产物的HPLC-MS分析
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 对磷酰化氨基酸与另一氨基酸间磷酰基转移反应的讨论
• 4.2.1.1 用ESI-MS／MS进行验证
• 4.2.1.2 用HPLC-ESI-MS／MS进行验证
• 4.2.2 对磷酰化氨基酸与二胺类化合物间磷酰基转移反应的确定
• 4.2.2.1 用ESI-MS／MS进行验证
• 4.2.2.2 用HPLC-ESI-MS／MS进行验证
• 4.2.2.3 用核磁对磷酰化己二胺进行验证
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表的学术论文及参与的学术活动
• 致谢