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利用电化学手段研究氧化还原蛋白质在电极上的电化学行为和电催化性能,可以理解和认识它们在生命体内的电子转移机制和生理作用,对于构建生物传感器和生物反应器具有重要的理论意义和实际意义。构成生物体新陈代谢的几乎全部化学反应都是在活性蛋白质―酶的催化下进行的,生物体中最基本的运动便是电荷的运动。细胞色素c(cyt-c)是生物体电子传递链中的一个组成部分,位于线粒体的内膜上,由于其在生命体内的氧化还原反应被认为是生物电化学氧化还原反应的典型例子,故cyt-c的电化学性质研究引起了人们广泛的关注。本论文对蛋白膜伏安法(PFV)进行了较为详细的综述,并用PFV对cyt-c直接电化学展开了一系列的研究和探索。具体包括如下内容:将cyt-c通过静电吸附作用直接固定在处理好的棱面热解石墨电极(EPPGE)上,用PFV研究了cyt-c氧化还原电位与pH和扫描速度的关系,考察了直接吸附在EPPGE电极表面的cyt-c耦合质子的电子传递行为,实验结果提示,高铁cyt-c还原为亚铁cyt-c时与质子传递没有关系,但亚铁cyt-c氧化为高铁cyt-c时耦合一个质子。由于cyt-c在EPPGE电极表面的直接吸附不牢固,水强力冲洗电极表面或在溶液中浸泡五分钟则观察不到cyt-c的电化学信号。故用海藻酸钠水凝胶(SA hydrogel)和琼脂糖(agarose)水凝胶将cyt-c固定在EPPGE表面,形成稳定的hydrogel-cyt-c/EPPGE电极,研究了cyt-c与电极表面之间的直接电化学,和离子强度、pH、外加金属离子对其电化学行为的影响以及其电催化性能。结果表明:cyt-c中血红素辅基Fe(III)/Fe(II)电对表现出准可逆行为,外加金属离子则有抑制作用,该电极可催化还原氧,有可能发展成为一种溶解氧的生物传感器。离子液体可作为一些生物催化过程的理想介质,蛋白质在离子液体中不仅不会失活,而且其在离子液体中的稳定性也比在有机溶剂中的稳定性好。本文开展了两种离子液体中金电极(Au)、EPPGE和玻碳电极(GC)上固载在agarose水凝胶中的cyt-c的直接电化学的研究,考察了agarose-cyt-c膜中DMF加与不加、离子液体中含水量、蛋白质溶液中加入金属离子对cyt-c电化学行为的影响及cyt-c的电催化性能。结果表明:agarose-cyt-c膜中加入DMF后,cyt-c则表现出好的准可逆氧化还原过程,电极连续扫描50圈峰型无变化。在非水的亲水性离子液体中,必须加入少量的水分,才能保持cyt-c的电化学活性,cyt-c在[Bmim][Br]和[Bmim][BF4]含水量分别为5.2%和5.8%时电化学活性最好。外加金属离子对cyt-c电化学行为有抑制作用。固载在GC和EPPGE电极上的cyt-c在[Bmim][BF4]中对三氯乙酸、叔丁基过氧化氢有电催化还原作用,而在[Bmim][Br]中则无。初步探讨了cyt-c在不同电极、不同离子液体中的电化学性质差异的原因。