衍生效应（精选3篇）
衍生效应 篇1
“生活大篷车, 周周进社区”活动是哈尔滨电视台生活频道《都市发现》栏目的一个线下活动, 自从2013年10月启动以来, 依托《都市发现》栏目民生新闻的影响力, 紧扣新闻工作者走基层、接地气、服务群众的工作宗旨, 活动至今, 随着依托新闻栏目, 活动本身不断完善, 也取得了社会效益和经济效益的双丰收, 同时, 其产生的衍生效应也值得新闻同行总结和借鉴。
一、“生活大篷车”产生于民, 更服务于民
“生活大篷车”活动的创意起源于《都市发现》栏目受理的一个求助新闻线索, 当时, 尚志市帽儿山镇的残疾看山人石柱因负担不起一双上大学儿女的学费, 向栏目组求助, 能否帮助找渠道销售一下他和爱人含辛茹苦利用山地散养的山林溜达鸡, 记者经过实地采访发现, 石柱家养的鸡及鸡下的蛋, 真是货真价实的好东西, 作为城里人, 想找都不好找, 但是为什么他还要求助我们呢?因为没有一个这样的平台。与他家的情况类似, 仅在尚志帽儿山镇, 那里出产的五谷杂粮煎饼、农家干豆腐、山野菜等等, 这些特色农副产品, 都是都市人打着灯笼都难找的好东西, 与此同时, 城里人还抱怨如今绿色天然无公害有特色的农副产品无处购买, 这中间消费链条的断裂, 就是因为没有一个能让双方都信任的公益平台, 而有着14年历史的哈市名牌民生新闻栏目《都市发现》恰恰可以担起这个重担, 经过栏目主创人员的充分调研, 《都市发现》栏目线下公益活动“生活大篷车, 周周进社区”应运而生。记者通过采访的渠道, 遍挖哈尔滨周边区县有特色的农副产品农户, 将他们集中在一起, 每周六周日, 由栏目带领深入哈市相关社区, 在市民家门口现场销售, 市民乐了, 农户更是高兴得合不拢嘴。
二、民生新闻的线下活动最接“地气”
作为一个农业人口占三分之一的农业大市, 这些年, 随着我市县域经济的不断发展壮大, 诞生了越来越多的包括国家地理标志农产品在内的名特优农产品, 并吸引了越来越多的相关生产和深加工项目落户本地, 可以说, 各区县 (市) 基本上都形成了自己独特的农副产品项目。但我们的记者在农村基层进行采访报道时也发现, 虽然我市的农副产品品质优良, 价格公道, 但在具体营销过程中, 由于缺少相应的宣传推介平台, 除个别已创出品牌的产品外, 大多数还是小打小闹经营, 依靠传统的自产自销形式, 分散销售。酒香也怕巷子深, 这种营销模式无法形成整合效应, 更不利于地产农产品打造品牌。而另一方面, 由于沟通信息的不对称, 生活在城市里的市民也无法了解相关农副产品的情况, 同时缺少零距离接触这些地产农副产品的渠道, 只能依靠一些营销门市和超市进行购买, 增加了成本不说, 也造成了我市农副产品“墙里开花墙外香”的局面。农博会和绿博会毕竟一年只有一次, 市民的购买需求却是一年365天天天都存在的。这就需要搭建一个更系统的公益平台, 满足供求双方的迫切需求。
三、“生活大篷车”取得良好社会效益的同时经济效益凸显
在市民和农企之间搭建一个从田间地头到百姓餐桌的“零距离”农副产品供求平台, 生活频道结合本频道的定位和风格, 以《都市发现》节目为主打, 整合频道资源, 推出“生活大篷车周周进社区”大型系列地产农副产品推销活动, 利用《都市发现》节目的影响力和公信力, 派出多路记者走进十县 (市) 寻找特色农副产品, 努力打造“生活大篷车”的品牌, 力求使社会与经济效益双丰收。活动从2013年10月份开始, 几乎一周不落地走遍了哈市主城区的大型社区, 取得了良好的口碑, 很多市民每周收看节目最关心的就是了解周末大篷车去哪里, 一些忠实粉丝甚至大篷车去哪, 他们就跟到哪里, 市民普遍反映, 大篷车活动真正办到了他们心里, 在大篷车上选特色农副产品, 老百姓放心, 一段时间里, 《都市发现》栏目生活大篷车板块成了拉动收视的亮点。与此同时, 应农户的强烈要求, 缴纳一定的宣传推广费用, 节目以故事的形式讲述他们的创业经历, 没想到一经播出, 就大受欢迎, 同时也为频道增加了收入。
四、创口碑, 打公益牌, “大篷车”会越走越远
“大篷车”活动从2013年10月份启动, 在2014年1月以年货大集的形式达到高潮, 今年以来, 又走遍哈市各大公园、广场, 大篷车一度成为了《都市发现》栏目便民、利民、惠民的标志和符号。栏目尽管人手有限, 活动组织管理完全由记者兼职进行, 也曾经有广告公司要求承包, 不用栏目操一点心, 按时缴纳承包费, 但这些都被栏目拒绝, 因为结合多年做民生新闻的体会, 我们始终秉承一点, 要做公益, 不能让商业气息使活动变了味, 只有这样, 生活大篷车才会越走越远, 事实也是如此, 市民在每场大篷车活动上经常能看到栏目的明星记者, 并随时受理他们反映的新闻线索, 老百姓表示, 来到生活大篷车, 只有你选择特色农副产品自己需不需要, 对于质量、价格等, 完全不用操心, 因为他们信得过《都市发现》, 信得过新闻工作者。事实证明, 提供新闻, 服务于民, 是民生新闻发展的大趋势, 《都市发现》栏目也将进一步探索更好的活动模式, 结合新闻报道, 将生活大篷车这一线下公益活动做大做强, 让更多市民受益, 让哈尔滨周边的特色农副产品走出田野, 走上都市居民的餐桌。
衍生效应 篇2
事实上,衍生交易的风险警告一直存在。那么,到底应如何看待金融衍生工具的功过是非呢?在此背景之下,使用衍生产品进行风险管理到底是降低还是扩大了风险?不同学者在使用衍生产品对风险进行管理的问题上存在争议。本文尝试以我国跨国公司为对象,研究企业运用衍生产品对投资中面临的由利率和汇率变动引起的风险进行管理,进而研究企业使用衍生工具对风险进行管理最终是降低了风险还是扩大了风险之间的关系.
一、研究样本
由于篇幅限制,不能将所有包含跨国业务的公司都作为样本,所以拟选取进入2009年7月美国《财富》杂志500强排行榜中42家中国公司作为模型的样本。这42家公司属于不同行业,他们可以进入世界排名500以内足以说明这些公司的运作是不错的,具有代表性,可以起到以部分反映整体的效果。
由于国家电网公司、中国南方电网、中国农业银行、怡和洋行和中国国航工业集团没有上市,报表数据难以获取,因此将其剔除,把剩下的37家公司作为样本。为了保证数据的前沿性,表中所列数据是查询37家样本公司2008年年末财务报告并进行相关计算得出。由于各个公司上市地点不同,所以表中的数据来源不同,本文通过以下几个途径掌握样本公司衍生工具使用的信息,以确保信息的准确无误:在上海上市的公司数据部分来源于巨潮资讯网、沪深证交所和上海期货交易所,部分来自于中国上市公司资讯网和国家统计局。在香港上市的公司数据来自于香港证交所,在台湾上市的公司数据是通过网络技术手段从台湾相关的证券交易网等相关网站查询得到。在此需要说明的是,(1)这些样本公司中有些公司同时在内地、香港以及国外上市,此种情况下本文选择其在国内的上海和深圳证券交易所公布的年度财务报告中报表数据作为数据计算来源。(2)本文所说的衍生工具仅指公司披露的期货、期权、远期和互换类衍生工具,不包括实用性用衍生工具和发行各类衍生工具等。
二、模型的构建
本文采用如下模型验证衍生工具的运用对公司投资风险的影响:
其中,y表示跨国公司投资过程中面临的风险指标;xij表示各种可能影响投资风险的变量;D1表示使用衍生工具虚拟变量,系数λ1即为使用衍生工具对跨国公司风险的影响系数。
本文通过观察使用λ1是否显著小于零,来研究公司使用衍生工具对风险进行管理时是否对公司对风险产生了影响。根据相关理论分析,如果我国公司使用衍生产品可以降低公司面临的风险,那么λ1<0。因此,通过检验系数的显著性就可以验证使用衍生产品是否能降低公司风险。
三、变量的选取
(一)因变量的选取及计算
风险的计算方法主要有波动率的度量、风险暴露头寸的度量以及Var度量。其中的风险暴露头寸度量是一种比较简单的度量方法,它是指处于风险中的未加以风险规避或对冲的金融资产和负债的差额。本文使用与利率和汇率敏感性的资产和负债的差额作为度量风险价值的指标来度量风险的大小。
(二)控制变量的选取
为了更好的研究使用衍生工具对风险管理的影响,需要排除其他的因素影响。参考国内外文献,结合跨国公司的特点,笔者选择了公司规模因素作为可能影响公司投资风险的控制变量指标引入模型中。一般来说,规模经济在企业进行投资时会产生规模效应。因此,本文将公司资产的账面价值作为度量公司投资规模的控制变量。由于资产价值与风险变量在数量级上相差比较大,在具体应用时,资产的账面价值取自然对数。
(三)自变量的选取
1. 对外投资经营项目与主营业务收入的比。
企业对外投资经营项目的差额反映了该企业国际收支状况,如果经营项目为顺差,则表明该营的外汇收入大于外汇支出,反之,则外汇支出大于外汇收入。该比率与该企业的外汇风险大小成反比。
2. 利差率。
由于利率的变动对利息的收入和支出影响程度不同,其差额可能变大也可能变小,会对企业的投资收益产生不确定性。这个比率越大说明企业面临利率变动的风险越大,对投资产生的风险也越大[2]。
(四)影响公司运用衍生工具因素分析
从表1中我们依次看到,对公司是否运用衍生品管理风险影响力最大的因素依次为对外投资经营项目与主营业务收入比值、资产规模的对数、利差率。
四、实证检验结果分析
从模型中我们可以看到,模型的拟合优度(Adj-R2)检验来看,值为0.918,说明自变量对因变量解释的程度非常高,模型的结论有很高的可靠性;从F检验看,F值的统计值很大为36.534,说明方程的拟合程度较好,是显著的,从T检验数值来看,每个系数t统计值的绝对值都很大,P值均小于显著性水平0.05,说明模型中每个自变量对因变量影响都是显著的。衍生工具变量的系数为负,且在1%水平上显著,并且衍生工具的系数与利率和汇率的系数负相关,说明企业使用衍生产品进行风险管理对公司产生正面的影响,衍生工具的使用令其使用者在投资过程中面临的风险有84.3%的降低效应。同时也验证了企业使用衍生工具进行风险管理会起到对风险降低的效应。其余的各变量显示出了跨国公司投资的特性,例如公司资产价值的系数显著为负说明企业投资规模越大抗风险会相对较大,这是规模效应的典型体现。利差率和对外投资经营项目与主营业务收入的系数为正且在1%水平上显著,表示利率和汇率的不利变动会增加公司的投资风险,降低投资收益。对投资风险分别有25%和29.3%提升效应。衍生工具和企业规模的系数正相关且显著,这表明了资产规模较大的公司运用衍生工具进行风险管理的广泛性。
除以上因素外,笔者以为,对公司使用衍生工具进行风险管理是否有效,还取决于相关宏观经济变量如作为衍生工具标的资产的价格波动剧烈程度、股票市场的有效性、微观公司主体具体衍生产品交易策略运用得当程度、投资者风险厌恶程度等技术因素影响。
五、结论
实证研究表明,尽管宏观经济环境和微观公司具体运用情况不同,但衍生工具的使用对风险还是有降低效应,该结论在文中统计层面上已经被证实。
企业利用衍生工具(如利率互换、利率期权、货币互换、外汇资金管理、外汇期权))可以有效地对市场产生的不利变化进行管理,锁定或控制利率和汇率风险。通过掉期等衍生产品的交易,对企业面临的风险进行长期、动态和系统化管理,规避市场风险。目前中国企业使用衍生工具的进行风险管理的深度和广度都有限。当中国公司进行对外投资时,如果进行适当的衍生工具操作,进行积极的套期保值,会明显降低投资风险,改善企业的财务状况提升企业的价值。
近20年来,特别是上世纪90年代以来,无论是发达国家还是新兴市场国家都在大力发展衍生工具市场。我国发展衍生工具市场具有其现实的必要性,随着我国金融市场改革的深入,我国的金融市场不断地壮大。股票市场的发展、债券市场的运行、票据市场的流通,以及银行商业化的改革和利率市场化的改革,均需要相应的金融衍生品的发展。金融市场是金融衍生工具存在的基础条件,但反过来,衍生工具的发展又能够维护现货市场的健康运行。它的发展不但有价格发现和套期保值的功能,形成风险转移市场,为企业和投资者提供风险管理的手段。同时衍生工具也是一把“双刃剑”,在可以规避风险的同时,本身也会产生新的风险。运用衍生工具进行风险管理在中国还是一个相对较新的实践。我国企业在理论认识、管理机制、战略战术、评价工具等方面都还处于初级阶段。我们必须正确认识衍生工具交易存在的风险,充分掌握其特征,制定并实施严格的内部控制制度,建立一套完整有效的风险管理体系,才能在保障自身安全的前提下,运用衍生工具进行风险规避。
参考文献
[1]孔翔,陈炜.衍生产品使用对公司价值和业绩影响的实证检验[J].证券市场导报,2007(3):54-60.
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[3]田佳佩.企业使用金融衍生产品对公司风险之影响[D].(台湾)“国立”成功大学会计学系硕士论文,2003
[4][美]彼得罗斯/唐旭,王丹.商业银行管理(第三版)[M].北京:经济科学出版社,1999
衍生效应 篇3
1985年美国Rice大学的Smalley研究小组和英国Sussex大学的Kroto研究小组在用激光轰击石墨靶做碳的气化实验时发现, 含有由许多碳原子组成的碳原子簇, 且均由偶数个碳原子组成, 其中以60个碳原子组成的原子簇丰度最高[1], 提出并证实了C60的封闭笼形结构的设想——60个碳原子构成足球状的截角二十面体[2]。1990年德国科学家Krätschmer 等建立了电弧法合成克量级C60的方法[3], 在世界范围内掀起了研究C60的热潮, 包括物理、化学、生物、天文和材料科学等在内的多学科领域[4,5,6,7]。C60是一个电负性的分子, 具有3个简并态的最低空轨道LUMO轨道和5个简并态的最高占有轨道HOMO轨道, 是一个优良的电子接受体, 具有sp2 杂化成键的多芳香环球状结构、较大的刚性, 并具有较低的电子重组能[8], 可发生氧化、还原、亲核加成、[n+2]环加成、Fridel-Crafts反应、Diels-Alder 反应、Bingel 反应等[9], 是药物设计的理想基体, 可以根据需要接上多种基团。通过引入新的基团, 如-OH、-COOH、-NH2等可同时赋予富勒烯新的物理化学性质。这些特性引起了生物学家和药物学家的浓厚兴趣, 人们把C60喻为药物设计中的“化学针插” (Chemical pin cushion) 。
C60由于疏水性强, 几乎不溶于水[10] , 也不溶或微溶于多数极性溶剂。将富勒烯引入含水体系是研究其生物学效应的一个首要前提, 富勒烯水溶化的主要方法是将富勒烯球进行化学修饰使产物具有水溶性, 目前已经报道了各种不同结构富勒烯水溶性衍生物的合成方法[11,12,13]。合成的一个重要策略是将富勒烯与各种生物分子进行连接, 得到具有富勒烯与生物分子双重特性的化合物, 由此改善生物分子的原有功能或产生一些新的生物活性。如富勒烯与亲水性物质/药物分子化学键合后, 形成的两亲性分子较易透过生物膜, 从而提高了生物组织对这些化合物的利用度。迄今为止, 已经合成了氨基酸与多肽、葡萄糖与环糊精、类固醇以及寡聚核苷酸等生物分子的富勒烯衍生物, 为富勒烯衍生物的生物学应用开辟了道路。本文综述了富勒烯生物分子的合成与生物学效应的最新研究进展。
1 C60氨基酸或多肽衍生物
为了使富勒烯获得光敏活性和可以选择性地被传送到目的生物靶点, 一方面, 富勒烯衍生物必须与核酸、蛋白、不同类型的细胞及细胞器间具有很好的生物亲和性;另一方面, 富勒烯自身能够便于特定的生物活性分子与活细胞的亲脂性膜相互作用, 从而提高细胞的吸收。自Prato等[14]于1998年报道了富勒烯肽的合成以来, 富勒烯肽的合成与生物学特性得到越来越多的关注。
1.1 富勒烯氨基酸衍生物
Enes等[15]介绍了N- (2-甲基-5, 6, 7, 8-四氢[60]富勒烯[1, 2-g] 喹唑啉-4-基) -α-氨基酸衍生物的合成, 即通过充分取代的嘧啶邻并醌二甲烷与C60发生Diels-Alder加成反应获得, 新化合物之一是氨基和羧基均未取代的L-赖氨酸衍生物。这种化合物适合于进一步合成肽。笔者设计合成了一类含有游离的氨基与羧基的α-富勒烯氨基酸[16], 采用有机溶剂交换法制备纳米颗粒水悬液, 初步研究证明为适合于生物医学应用研究的新型富勒烯衍生物[17]。宋高广等建立了富勒烯氨基酸固相合成方法, 利用不同的树脂, 将氨基酸的羧基与树脂连接裂解后得到2种单加成富勒烯氨基酸 (单加成富勒烯半胱氨酸 (Fullerene cystine, Fcy) 、单加成富勒烯赖氨酸 (Fullerene lysine, Fly) ) 和1种多氨基富勒烯 (Polyaminated fullerene, Paf) , 方法简单, 易于纯化, 但产率较低, 有待进一步研究提高[18]。
Yang等[19]用1, 2- (4′-环丙酮) 富勒烯与Boc保护的 (4-氨基) 苯丙氨酸反应, 生成了水溶性的富勒烯苯丙氨酸衍生物 (见图1) , 研究发现其具有抗氧化的功效[20]。同样, Evaggelia 等[21]合成的化合物也证实了富勒烯氨基酸衍生物可作为有效的抗氧化剂。Bianco用富勒烯吡咯烷衍生物与Boc保护的谷氨酸反应, 生成了Boc保护的L-富勒烯吡咯烷谷氨酸3, 并以此为前体固相合成了两种富勒烯的多肽衍生物, 其在水中的溶解度能达到1～5mg/mL[22]。
甘良兵等[23]报道了另一种合成富勒烯氨基酸衍生物的方法, 即氨基酸酯与富勒烯在加热条件下可以直接发生反应获得。
江贵长用富勒烯与甘氨酸在甲苯/乙醇/水的混合溶液中反应, 制得了极易溶于水、DMSO、THF的富勒烯甘氨酸衍生物[24], 并用此法合成了水溶性的富勒烯赖氨酸衍生物[25];刘绪峰等[26]也用此法合成了水溶性的6-氨基己酸富勒烯衍生物和2-氨基乙磺酸富勒烯衍生物, 发现前者的水溶性受溶液pH值影响较大 (pH=10.25时为71.81mg/mL, pH=7时为23.68mg/mL, pH=3.36时为10.12mg/mL) 而后者的水溶性受溶液pH值的影响较小。2007年Hu等用此法合成了水溶性的富勒烯β-丙氨酸衍生物[27]和富勒烯胱氨酸衍生物[28], 发现这2种物质均能阻止由H2O2诱导所产生的PC12细胞损伤。
Wolff D J等报道了富勒烯氨基酸对一氧化氮合成酶的抑制作用, 其机理可能与富勒烯氨基酸干扰了电子转移有关[29]。Kotelnikova等[30]于1996年通过富勒烯氨基酸C60-DL-alanine 和富勒烯二肽C60-DL-alanine-DL-alanine 对不同膜区的通透性进行了研究, 结果表明富勒烯氨基酸C60-DL-alanine和富勒烯二肽C60-DL-alanine-DL-alanine 具有很强的膜亲和力, 可以很好地通过磷脂双分子层, 且不会破坏膜的完整性。此后, 关于富勒烯肽的膜通透性的研究有了很多报道, 更多具有优良特性的富勒烯肽被合成, 但这些富勒烯肽化合物的体外研究与体内的药学动力学结果并不完全一致[31]。科学家们正在合成并筛选更加完善的富勒烯衍生物。
1.2 富勒烯多肽
1993年Prato等首次合成了带有5个氨基酸的亚甲基富勒烯肽衍生物[32], 研究显示该类衍生物在对细菌的抑制方面具有潜在的生物活性。
多肽T的碳端4-8序列的五肽 (H-Thr-Thr-Asn-Tyr-Thr-OH ) 有极强的亲水性, 且在人单核细胞趋药性试验中具有较好活性作用, 因此, 1994年Toniolo等[33]将该五肽段序列和富勒烯[60]-61-羧酸共价结合形成C60的多肽衍生物。该产物不仅具有类似于该五肽段的生物活性, 而且增加了富勒烯衍生物特有的生物活性, 即能够抑制HIV-1蛋白酶的活性 (见图2) 。抑制剂XM323 (即DPM323) 抗HIV-1蛋白酶的活性可达55%, 而二甲亚砜 (DMSO) /水溶液中的富勒烯-五肽则为40%。结果表明, 由于肽T是一个有效的人单核细胞趋药性的兴奋剂, 使与肽相连的富勒烯也显示了高的向化特性。研究人员认为, C60衍生物作为人体免疫缺陷病毒酶抑制剂时, 含肽的抑制剂比非肽抑制剂的活性更强, 前者在亚毫微摩尔范围 (10-12) 有活性, 后者在毫微摩尔范围 (10-9 ) 有活性。
Chen 等[34]以类似的方法用C60羧酸衍生物与牛甲状腺球蛋白、牛和兔的血清白蛋白、三聚赖氨酸以及五聚赖氨酸进行缩合反应得到水溶性多肽衍生物。2004年Sofou等[35] 合成了一种富含脯氨酸的富勒烯七肽, 它含有1个水溶性的乙二醇链, 共价连接富勒烯球体和1个七肽 (即 H-PPGMRPP-OH) , 大大提高了其水溶性。实验发现该化合物对全身性狼疮红斑病和混合性结缔体素疾病等病人血清中的自身抗体有一定的生物抗性。Yang 等[36]还发现富勒烯肽可提高透膜效率及抵抗酶消化分解的能力。
Watanabe 等[37]合成了一类富勒烯氨基酸和富勒烯肽, 其中富勒烯氨基酸中α-碳原子和富勒烯吡咯烷氮原子间隔有4～6个亚甲基。王乃兴等通过伯氨氢原子在一定条件下发生消除反应得到活性中间体碳烯的方法合成了水溶性的五加成富勒烯二甘肽衍生物, 产率为12.3%[38]。Romanova 等[39,40,41]以氨基酸或二肽与C60直接反应得到以单加成为主的产物, 其中部分二肽的衍生物能溶于水中。
Rancan 等[42]利用富勒烯链接的长链烃基末端的活性羧基基团与抗体的氨基连接合成了共价结合利妥昔单抗的富勒烯衍生物, 由于长链烃基的存在, 富勒烯球体并不影响抗原抗体的活性位点。共聚焦显微镜研究表明, 该化合物具有CD20受体亲和力, 具有CD20阳性的B-淋巴细胞选择性, 显示了富勒烯衍生物在光动力学治疗中作为靶向药物载运分子的能力。
富勒烯多肽衍生物是一种具有很强抗菌潜力的富勒烯衍生物, 现已应用固相肽合成法, 插入合成到固相肽上, 再脱离树脂。以不同种类 (非极性、酸性、中性和碱性) 的氨基酸与树脂 (羧基、氨基和酰胺基) 为反应原料, 合成不同结构的富勒烯氨基酸[43,44]。由具有亲脂活性的富勒烯和提供水溶性、静电相互作用的肽段组成, 具有很强的抗菌活性。实验发现, 富勒烯多肽衍生物对化脓性金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的MIC分别为8μmol/L和64μmol/L, 而不含富勒烯的肽段没有抑菌活性, 因此富勒烯在抑菌活性中发挥了主要作用;另外, 有一种多肽3对革兰氏阴性菌 ( 如大肠杆菌) 和酵母 (如白色念珠菌) 有较好的抑制作用, 而对革兰氏阳性菌 (金黄色葡萄球菌) 效果较差, 引入富勒烯核心后明显提高了其对革兰氏阳性菌的抗菌活性, 但对革兰氏阴性菌和酵母的抗菌活性下降。
Kobata等[45]合成了6个含有卟啉环和富勒烯球的L-赖氨酸两性树形分子, 通过透射电镜观察发现它们可在水中自组装成纳米颗粒, 并可通过加入2-HP-β-CDx及1-adamantanecarboxylic acid观察到它们在水中可控的分裂/再组装过程。
合成了自聚集的富勒烯谷氨酸纳米颗粒, 并显示了类似超氧化物歧化酶的性质[46]。Arai等[47]通过富勒烯氨基酸和卟啉反应合成了水溶性的L-赖氨酸富勒烯树形分子, C60和1对卟啉环被包被, 其中, 分子表面的8个氨基被羧基修饰, 从而具有了两性分子的特性, 可在水中形成超微微粒。
2 C60的寡聚核苷酸衍生物
富勒烯具有光物理特性, 有很深的颜色, 在UV 和可见光区显示了丰富的光化学行为, 在光的激发下, 三线态C60可产生约1个单位能量, 通过能量转换可形成高产量的单线态氧 (1O2) , 而三线态也能氧化富电子底物。富勒烯衍生物具有专一性切割DNA 的能力, 为了使C60能应用于生物体系特别是提高其选择性, 1994 年Tokuyama 等[48]比较了几个C60衍生物的光诱导生物活性, 研究发现将化合物3和超螺旋PBR322一起在黑暗中和可见光照射下保温时, 光照射下的保温使共价键紧密联合的超螺旋DNA产生裂纹;在同样实验条件下, 化合物2显示出低的DNA 裂解能力, 而部分溶于极性溶剂的化合物1和缺少富勒烯片段的参考化合物4则不能裂解DNA。该衍生物可以作为一种较理想的光子探针 (Photoprobe) , 在基因转录和mRNA 翻译研究中具有重要的应用价值 (见图3) 。
1995年Boutorine等[49]合成的14-mer的C60寡聚核苷酸衍生物可通过Watson-Crick氢键结合到单链靶RNA上, 或通过Hoogsteen氢键结合到双链靶DNA上。实验证明, 裂解发生在特定的鸟嘌呤碱基位置 (见图4) 。他们认为含鸟嘌呤链的随机断裂, 很可能是由于C60分子对DNA 的非选择性的疏水结合, 且有识别能力的基团连接到C60上, 增强了对鸟嘌呤断裂位置的选择性。实验证明, 裂解发生在限定的鸟嘌呤碱基位置。这类富勒烯-低聚核苷酸共轭物具有较高位置特定性, 能通过形成双或三链螺旋结构有效地修饰DNA, 致使其特定位置裂解。
An等[50]改进了其方法, 通过连接极性官能团到C60结构上得到新的水溶性C60寡聚核苷酸-二氢富勒烯-脱氧低聚核苷酸 (DHF-DON-1) 。
研究发现, 虽然与曙红和与C60相连的脱氧低聚核苷酸都会引起鸟嘌呤的特定断裂, 但两者在D2O 中的光解反应却明显不同, 在D2O中光解通常能加强1O2的反应, 假如C60-脱氧低聚核苷酸修饰的鸟嘌呤产生的选择性位置裂解是由单线态氧1O2致活, 则其裂解产率应在D2O光解中显著增加。实际情况却相反, Eosin-DON-1 对被修饰的鸟嘌呤的裂解产率显著增加, 而对DHF-DON-1修饰的鸟嘌呤的裂解产率却没有明显影响, 而且反应中也不被1O2的猝灭剂所抑制, 表明, C60衍生物和单链鸟嘌呤的反应不是通过1O2传递的, 即C60衍生物对单链DNA的光诱导、位置的选择性修饰不是通过1O2作为活化剂, 而是通过鸟嘌呤与C60之间的单电子转移机理。C60诱导鸟嘌呤裂解的高选择性和与其它增敏剂相比的高活性使其成为DNA 裂解反应中的选择试剂。DNA 裂解会使有病或异常增殖的细胞凋亡, 通过连接靶向性的官能团可使富勒烯的作用发生在特定的部位, 这为治疗某些癌症和一些疑难杂症提供了一条新途径。从单线态氧1O2到单电子转移机理, 标志着对作用机理认识的深入, 随着富勒烯作用机理的进一步揭示, 必将会给富勒烯及其衍生物在DNA裂解方面的应用带来深远的影响。
Bergamin、Ros等[51,52]合成了2种新的富勒烯衍生物, 其包含寡聚核苷酸链和1个三甲羟基吲哚单元, 该结构能连接DNA小沟, 增加三螺旋链的结合力、选择性和稳定性。
Yang等[53]应用An等[50]报道的方法合成了针对GFP和β-actin的富勒烯寡核苷酸 (FONCs) (见图5) , 发现富勒烯核苷酸的疏水性富勒烯球体可与Taq DNA聚合酶发生疏水性作用, 抑制Taq酶的活性, 对目的DNA片段的PCR扩增产生抑制作用。
Huang等[54]合成了一种富勒烯黄嘌呤衍生物, 可抑制LPS诱导的NO和α-TNF的产生, 有抗菌作用。
为了使人工寡聚核苷酸 (Oligonucleotides, ONs) 能够更有效地控制基因表达, 化学家们尝试对其进行了多种化学修饰, 其中, 将肽与ONs共价连接生成的肽寡聚核苷酸化合物 (PONCs) 具有一些显著的优点。研究表明, PONCs可增加ONs与其靶RNA作用的特异性, 促进ONs通过细胞膜以及提高ONs对核酸外切酶的抗性。这些优点使其在反义寡聚核苷酸的化学修饰方面的应用前景非常令人鼓舞。本课题组设计合成了一类新型富勒烯化合物, 即富勒烯氨基酸寡核苷酸 (Fullerene-amino acids-oligonucleotide conjugates, FAOCs) , 富勒烯肽寡核苷酸 (FPOC, 实验结果还未发表) 将可能具有更加优良的透膜能力、抗核酸外切酶消化能力以及其它的生物性能, 有望成为一类新型高效的寡聚核苷酸类药物。笔者还设计合成了富勒烯天冬氨酸寡核苷酸 (Fas-ONC) , 合成了针对GFP和Bcl-2的富勒烯氨基酸反义寡核苷酸FasONC (Bcl-2) , 初步研究发现富勒烯氨基酸寡核苷酸对细胞周期没有影响。比较研究了不同富勒烯氨基酸寡核苷酸处理的细胞的Bcl-2蛋白表达率及细胞凋亡率, 结果表明FasODN (Bcl-2) 对Bcl-2基因表达有抑制作用, 而FguODN (gree) 无明显作用, 说明设计合成的特定富勒烯氨基酸寡核苷酸能选择抑制目的基因的表达。
3 C60的寡糖衍生物
将C60与碳水化合物相连可极大地改善富勒烯的水溶性和生物识别能力, 因此研究者们通过不同方式来连接两者。以前的研究都要对碳水化合物进行化学修饰才能促使连接发生[54,55,56,57,58], 且修饰十分复杂。Abe等[59]首先合成氧胺连接的富勒烯衍生物, 使各种寡聚糖能很容易地连接到球体上, 省略了对寡聚糖的修饰。合成示意图见图6。
4 其它
4.1 富勒烯环化糊精衍生物
Samai等[60]和Filippone等[61]运用巧妙的方法使富勒烯衍生物与环化糊精共价结合, 不但提高了其水溶性, 而且降低了其聚集现象, 为富勒烯衍生物的生物学应用开辟了道路。
4.2 富勒烯卟啉衍生物
Jiang等[62]合成了一个非离子化的锌-卟啉富勒烯二对体5, 它是一个两性树形分子, 可在水/THF混合溶液中形成平均直径为100nm的多层小泡。通过分析电子吸收光谱等, Jiang等认为其可在混合溶液中自组装形成光敏性的小泡 (见图7) 。
树形分子由于含有多个电活性和光活性的发色基团或具有两性分子的性质等而日益受到广大研究人员的青睐, 而把富勒烯与树形分子相结合, 更综合了两者的优点, 使水溶性高分子量的富勒烯树形分子衍生物的合成得到了越来越多的重视。Nierengarten等将在分枝处含有5个富勒烯球并在外围含有长链烷基的树形分子与另一Frechet型树形分子 (含长的乙二醇链) 相结合, 形成了具有两性分子特性的富勒烯树形分子[63]。Zhang等将树形的1, 3-phenylenebis (methy-lene) -tethered bis-malonate衍生物通过环化反应结合到C60上, 生成了具有两性分子特性的富勒烯树形分子[64]。
Jensen等[65]将末端带有4个氨基的树形分子PAMAM G4与C60反应, 形成了被C60包裹着的具有PAMAM核的纳米共轭物 (见图8) 。该共轭物可以通过产生单线态氧催化光氧化反应生成苯甲基亚砜, 在水溶液中该氧化反应能力强于在有机溶剂中的, 他们推测这可能是由于此共轭物可作为纳米反应器, 通过扩散使疏水的反应物分子进入树形分子空腔中。
Rio等[66]将大环分子1和2与C60反应生成稳定的高分子集合体, C60被包裹在1和2的空腔中, 其中2与C60反应生成的集合体具有良好的水溶性, 溶解度为3mmol/L, 推测其可用于评价水溶液中所产生的单线态氧的毒性。Takaguchi等采用Diels-Alder反应原理合成出一种富勒烯-蒽树形分子, 该反应条件温和, 产率可达到70%, 在pH=1.5酸性水溶液中合成出的树形分子的溶解度为30mg/mL[67]。
富勒烯树形分子衍生物的合成带给我们诸多启示, 可参考其合成方法及路线更好地设计合成富勒烯生物分子。
5 展望
迄今为止, 富勒烯的研究领域已涉及到有机化学、无机化学、生命科学、材料科学、高分子科学、电化学等众多学科和应用研究领域, 并越来越显示出其巨大的潜力和重要的研究价值, 而富勒烯生物分子作为其重要组成部分也越来越受到关注。目前, 对富勒烯生物分子的研究主要集中在富勒烯卤化物的制备方法、分子结构以及一般性质上, 而对富勒烯生物分子生物学效应的研究才刚刚起步。