甲硫氨酸氧化的理论和实验研究

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摘要：采用循环伏安法研究了质子化的甲硫氨酸在金电极的电化学行为，质子化的L-甲硫氨酸砜/质子L-甲硫氨酸的标准电极电位为1.116V。在B3LYP/6-31++g (d, p)- -PCM水平对质子化的L-甲硫氨酸及其砜衍生物进行计算。以对苯二醌/对苯二酚为参考电极,与质子化的L-甲硫氨酸砜/质子化的L-甲硫氨酸构成电池，通过计算其Gibbs自由能变，获得的理论标准电极电位1.019V与实验值1.116V一致。采用分子轨道理论和分子的Mülliken电荷解释了质子化的L-甲硫氨酸的电化学氧化。酸溶液中的质子化的L-甲硫氨酸比其它形式更稳定。59832

毕业论文关键词：密度泛函理论；甲硫氨酸；标准电极电位

Abstract : The electrochemistry of protonated L-methionine at gold electrode was studied by cyclic voltammety and the standard electrode potential of half reaction for protonated L-methionine sulfone/protonated L-methionine is 1.116 V. Calculation are performed using B3LYP/6-31++g (d, p)-PCM for protonated L-methionine and its sulfone derivatives. The theoretical standard electrode potential (1.019 V) for protonated L-methionine sulfone/protonated L-methionine , using the transformed Gibbs free energies of the stable protonated L-methionine sulfone and protonated L-methionine with a benzoquinone, hydroquinone reference electrode, is consistent with the experimental one of 1.116 V. The front molecular orbit theory and Mülliken charges of molecule explain well on the electrochemical oxidation of protonated L-methionine. The protonated L-methionine in acid solution is more stable than other forms.

Keywords: Density functional theory; L-methionine; standard electrode potential

1 前言 3

2 实验部分 4

2.1计算方法 4

2.2 试剂 4

2.3 电化学测定 4

2.4 电极的处理 4

3 结果与讨论 5

3.1 分子的几何构型 5

3.2 分子的HOMO和LUMO 7

3.3 分子中原子的MÜLLIKEN电荷 10

3.4 MET(O)/MET(R)标准电极电位的理论计算 10

3.5 MET(R)的电化学行 11

结论 13

参考文献 14

致谢 16

1 前言

甲硫氨酸（MET）是一种的天然存在的氨基酸，它可以通过增加肝脏卵磷脂来降低胆固醇水平，减少肝脂肪，降低肝毒素，保护保护肾脏。此外，MET是一种天然重金属螯合剂，具有抗氧化活性[1]。此外，MET是L-半胱氨酸的一个前体，也是是抗氧化剂谷胱甘肽的前体。含硫醇的氨基酸，如L-半胱氨酸，蛋氨酸，谷胱甘肽，在维持生物氧化还原平衡中起关键作用[2-7]。

含巯基的氨基酸的异常水平已与一些疾病有关，如生长放缓、毛发色素脱失、水肿，肝功能损害、嗜睡、皮肤损伤、肌肉和脂肪的损伤，并无力直接相关。此外，MET转化不当会导致动脉粥样硬化 [8-10]。在鸡蛋、芝麻、鱼类、肉类和其它一些植物种子中找到MET。作为一种必需氨基酸，在MET人体中是不能合成的，必须摄取含有MET的食物才能获得。由于其在生物中的重要作用，MET已经引起了许多研究者的关注[11-16]。 MET 可以在氧气中被氧化，MET的氧化是由标准电位控制的。因此，研究其在溶液中的存在形式和它的标准电位是非常重要的。