鎳金屬錯合物與超氧化物反應的探討

還原態 NiSOD 所進行的反應是在有質子來源的條件下，將 O2

—還原

成 H2O2並形成氧化態 NiSOD，Ni^II(BDPP^OH) (4)的配位基上具有羥基有 機會當作質子來源，又由電化學得知錯合物 4 可以氧化成穩定的正三價 鎳錯合物，於是嘗試著使用錯合物 4 與 KO2反應，很可惜地由 UV/vis 偵測反應進行發現兩者並沒有發生反應，而無法進行反應的原因推論為 配位基上羥基的酸性不夠強，無法提供質子來進行反應。因此，將錯合 物 4 氧化成三價鎳錯合物[Ni(BDPP^OH)]PF6 (5)，再利用錯合物 5 與 KO2

反應，以模擬氧化態 NiSOD 的反應性。

一、氧化態 NiSOD 之活性模擬

將錯合物 5 與 KO2反應，反應的溶液由原本錯合物 5 的紅棕色轉變 為綠色，並且有氣泡產生，推測為氧氣生成。將反應後的綠色溶液過濾 抽乾後，並以四氫呋喃溶解後，佐以戊烷在室溫下以緩慢擴散法養晶，

可以得到綠色晶體，將此綠色晶體經由 X-ray 解析後，發現為氧化前的 錯合物 4。

另外也利用 UV/vis 吸收光譜進行錯合物 5 與 KO2的反應，將錯合物 5 配置成 2 × 10^-4 M 的乙腈溶液，在 330、380 以及 480 nm 有特徵吸收 峰。當加入 KO2與之進行反應後，原本的特徵吸收峰隨時間減弱，並在

350 nm 有新的吸收峰生成，反應 18 分鐘後只剩下 350 nm 的吸收峰，此 為錯合物 4 的特徵吸收峰。

Fig. 3-14

[Ni(BDPP

)]PF

(5)與 KO

進行反應的 UV/vis 吸收光譜圖

為了對反應過程中產生的氣體進行定性及定量的分析，利用林震煌 老師所開發之哨式 GC 偵測儀進行反應氣體生成之量測(fig. 3-15)。將測 量的結果利用理想氣體方程式推算，在有錯合物 5 會比空白試劑多產生 0.017 毫莫耳的氧氣，產率為 34%。

Fig. 3-15

(a)空白試劑 (b)錯合物 5 與 KO

進行反應的 GC 訊號圖 (內圖為氧氣量與頻率變化量的檢量線)

由此實驗得知，錯合物 5 與 KO₂反應後的確能還原生成錯合物 4 並 將 O₂^—氧化成 O₂，成功模擬氧化態 NiSOD 的反應。

Time (s) Time (s)

Frequency (Hz)Frequency (Hz)

二、超氧化物歧化酶活性測試

超氧化物歧化酶的活性測試是利用黃嘌呤氧化酶(xanthine oxidase，

XO)在氧化黃嘌呤形成尿酸的過程中，會消耗氧氣形成過氧化氫以及超 氧離子，所產生出來的超氧離子跟溶液中的顯色劑 2-(4-Iodophenyl)- 3-(4-nitrophenyl)-5-(2,4-disulfophenyl)-2H-tetrazolium (WST-1) 反 應 形 成 formazan 並在紫外/可見光光譜 450 nm 的位置有吸收峰。若測試的藥劑 具有氧化物歧化酶活性時，此藥劑會與 WST-1 競爭，消耗超氧離子而減 少 formazan 的產生，當外加藥劑的濃度使 formazan 產生的量為空白試 劑 的 一 半 時 ， 此 濃 度 即 為 半 抑 制 濃 度 (half maximal inhibitory concentration，IC50)。

Scheme 3-3超氧化物歧化酶活性測試之反應過程

然而經由超氧化物歧化酶活性測試的實驗發現錯合物 5 對超氧離子

的半抑制濃度為 1.8 × 10^-4 M，效果不如文獻中發表的胜肽鍵化合物 (Table 3-6)。錯合物 5 為三價鎳錯合物，跟 O2

—反應後會被還原成錯合物 4，雖然直接將錯合物 4 加入 O2

—不會進行反應，但是卻可測得錯合物 5 的半抑制濃度，故可知錯合物 5 仍有機會進行催化循環，幫助循環完成 的原因可能是由於錯合物 5吡咯上 4 號位置的羥基使其對水的溶解度變 好，讓錯合物 5 在反應進行中將 O2

—先氧化成 O2，並生成的錯合物 4，

溶劑中的水成為質子的來源，配合所生成的錯合物 4 將 O2

—還原成

H2O2，以完成催化循環。

Table 3-9 文獻上酵素及模擬化合物的半抑制濃度

酵素

Bovine erythrocyte 4.0 × 10

22

蛋白質擬態化合物

Ni

-NCC 4.1 × 10

20

Ni

(SOD

) 2.1 × 10

21

Ni

(SOD

) 1.1 × 10

21

Ni(BDPP^OH)PF₆ (5)

1.8 × 10

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