应用量子化学计算方法研究大黄素与金属离子的配位作用

摘要

目的研究大黄素与Al^(3+)、Fe^(3+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)四种金属离子的配位作用,从配位化学角度探讨大黄素治疗阿尔茨海默症(Alzheimers disease,AD)的作用机理。方法采用GaussianView软件,设计大黄素与Al^(3+)、Fe^(3+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)四种金属离子可能形成的配合物;采用Gaussian09软件,在HF/3-21G水平下,对配合物进行几何的优化和振动频率的分析,并在B3LYP/6-31G*水平下进行自然键轨道分析。结果大黄素与Al^(3+)、Fe^(3+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)四种金属离子均可以形成1∶1和2∶1配比的配合物,这与已有的实验预测相吻合,除此之外,大黄素与Al^(3+)和Fe^(3+)还能形成3∶1配位的配合物,且3∶1配比的配合物具有较高的稳定性;金属离子与大黄素配位时,配位能力由大到小依次是:Al^(3+)> Fe^(3+)> Cu^(2+)> Fe^(2+)。结论基于前期文献调研和计算结果,本研究推测大黄素治疗AD的作用机理为:大黄素通过配位患者体内的Al^(3+)、Fe^(3+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)等"金属离子外邪"从而除去AD"毒损脑络"之"内生毒邪"的产生。