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当代生物化学研究领域中非常活跃而又非常重要的方向就是有关生物功能分子的模拟研究。随着科学的飞速发展,人们对生物功能分子的结构认识不断深入,更希望在此基础上清楚了解这些物质究竟是如何发挥作用的。本文追踪当代生物化学研究的热点,从热力学角度出发,旨在对烟酰胺辅酶(NAD(P)H)负氢转移机理和糖苷键性质展开化学基础研究。 烟酰胺辅酶(NAD(P)H)是生命体内最重要的氧化还原辅酶之一,据报道参与体内400多个氧化还原反应。虽然辅酶的氧化还原中心结构人们已经确定为1,4-二氢吡啶,然而辅酶与它的1,2-二氢异构体之间的差异以及负氢转移的机理,仍然有待进一步研究探索。 本文首先通过热动力学相结合的方法,详细考察了1,4-/1,2-二氢吡啶化合物的差异所在。结果表明,1,4-二氢吡啶化合物能够构成完整的氧化还原循环体系是它的优势所在。在辅酶负氢转移机理的研究中,首先考察了模型化合物在乙腈中的基元步骤热力学驱动力。结果显示,1-取代苯基-l,4二氢烟酰胺(PNAH)随取代基拉电子效应的递减推电子效应的渐增,负氢转移优势也由负氢一步转移渐变为H<·>-e<->更为有利。在多步负氢转移过程中,均以e<->-H<+>-e<->最为可行。最后将研究推进到在缓冲溶液中考察NAD(P)H辅酶本身负氢转移机制。第一次得到了NADH和NADH<·+>在水溶液中的C<,4>-H键的异裂能和均裂能,这必将为更好的理解NADH/NAD<+>辅酶在体能如何行使功能提供线索。NADH的C<,4>-H键异裂能不太大,说明它是比较好的负氢给体:相对较大的均裂能表明NADH并不是个良好的氢原子给体。那么体内的氢原子转移应该甚少发生在NADH和它的受体之间。当在所有的多步机理中,e<->-H<+>-e<->是最为可能的。糖类化合物是生命体内至关重要的四大基本物质之一,同人类的生命活动栖息相关密不可分。糖苷水解反应是非常重要而经典的研究课题,是人们了解糖苷以及糖苷键性质常用的模型反应。然而糖水解反应的历程至今仍然未有定论。本文以取代苯酚α/β葡萄糖苷和半乳糖苷为模型,通过实验和理论计算相结合的方法获得了糖苷稳定性以及糖苷键性质等重要基础信息。结果表明,实验结果和理论计算两个方面共同表明在所选四个系列糖苷模型水解反应发生时,都更倾向关键的断键步骤发生在糖苷C<,1>-O<,1>键上,生成糖环端基碳正离子;糖环上C<,4>-OH处于平伏键更有利于糖苷结构的稳定;糖配基上连有给电子取代基有助于稳定糖苷,连有拉电子基团则活化糖苷键利于断键。本工作能够为更清楚地理解糖苷键性质和烟酰胺辅酶(NAD(P)H)负氢转移机理提供了有价值的信息。