TCPP 通常指的是四(4-羧基苯基)卟啉(Tetrakis (4-carboxyphenyl) porphyrin),它与生物大分子的相互作用机制主要有以下几种:
一、与蛋白质的相互作用
1. 静电相互作用:TCPP 分子带有羧基,在生理条件下可电离带负电荷,而蛋白质表面存在带正电或负电的氨基酸残基。例如,当蛋白质表面有精氨酸、赖氨酸等带正电的残基时,会与 TCPP 的羧基负离子通过静电引力相互吸引,使两者结合在一起。
2. 氢键作用:TCPP 的羧基可以作为氢键的供体或受体,与蛋白质分子中的氨基、羟基等形成氢键。比如蛋白质中丝氨酸的羟基、天冬酰胺的酰胺基等都可能与 TCPP 的羧基形成氢键,这种相互作用能增强两者结合的稳定性。
3. 疏水作用:TCPP 的卟啉环是一个大的共轭平面结构,具有一定的疏水性。蛋白质内部或表面的疏水区域会与 TCPP 的卟啉环通过疏水作用相互靠近。如蛋白质中由多个非极性氨基酸残基组成的疏水口袋,可能会容纳 TCPP 的卟啉环,增加复合物的稳定性。
4. π-π 堆积作用:TCPP 的卟啉环具有大的共轭 π 电子体系,蛋白质中的一些芳香族氨基酸残基,如苯丙氨酸、酪氨酸等也含有芳香环,它们之间可以通过 π-π 堆积作用相互作用,这种作用对于稳定 TCPP 与蛋白质的复合物也有重要贡献。
二、与核酸的相互作用
1. 插入作用:TCPP 的卟啉环平面结构尺寸与核酸碱基对之间的空间大小相匹配,能够插入到 DNA 或 RNA 的碱基对之间。在插入过程中,TCPP 的卟啉环与核酸的碱基通过 π-π 堆积作用相互作用,同时可能破坏部分碱基对之间的氢键,使核酸的双螺旋结构局部解开。
2. 静电作用:核酸的磷酸骨架带负电荷,TCPP 在一定条件下带正电荷或可通过与介质中的离子形成离子对,与核酸的磷酸基团通过静电引力相互吸引,使 TCPP 吸附在核酸的表面。
3. 氢键作用:TCPP 的羧基等基团可以与核酸的碱基或磷酸基团形成氢键。比如 TCPP 的羧基氧原子可以与核酸碱基中的氨基氢原子形成氢键,从而使 TCPP 与核酸相互作用。
三、与多糖的相互作用
1. 氢键作用:多糖分子中含有大量的羟基,TCPP 的羧基以及卟啉环上的一些氮原子等都可以与多糖的羟基形成氢键,使 TCPP 与多糖相互结合。
2. 静电相互作用:如果多糖带有电荷,如硫酸化多糖带有负电荷,而 TCPP 在一定条件下带正电或通过离子桥接等方式,与多糖之间发生静电相互作用,促使两者结合形成复合物。a