具有d6八面体结构的多吡啶金属配合物具有优良的光化学物理性质，它们与DNA结合有明显的光响应，可作为DNA分子的“光开关”探针，存在潜在巨大的生物应用价值，吸引了人们极大的关注。近来研究发现，它们也可以与一些蛋白质如淀粉样蛋白结合并产生“光开关”效应，可以用于检测蛋白聚集。许多针对手性钌(II)配合物的研究表明，当手性钌(II)配合物与具有不对称结构的生物分子（如DNA）结合时，不同手性异构体的响应呈现巨大差异，意味着利用手性钌(II)配合物的选择性，可提高生物应用的灵敏性与特异性。

     目前而言，针对手性钌(II)配合物与DNA相互作用的研究较多，而针对其与蛋白质作用的研究明显较少。蛋白质在生命活动中承担着不可或缺的作用，对蛋白质与钌(II)配合物的作用研究将有助于研究蛋白质功能，并可能作为蛋白探针用于检测蛋白结构变化。在本研究中，我们选择了一种重要的蛋白质叶绿体ATP酶 (CF1-ATPase)，并研究了它与两种手性钌(II)多吡啶配合物(D- Ru(DIP)2dppz(Δ)和L- Ru(DIP)2dppz(Λ))的相互作用，期望为深入研究手性钌(II)多吡啶配合物与蛋白质的相互作用提供一定参考。

     ATP与能量代谢密切相关，而ATP酶决定了ATP的合成和水解，因此ATP酶在许多基础生命过程中起着至关重要的作用。叶绿体中的ATP酶(CF1-ATPase)几十年来一直是生物化学家的研究对象，虽然随着技术的发展，对其结构与机制的研究已经取得了很大进展，然而其`催化机理的一些基本细节仍然不太清楚。因此，研究钌(II)配合物与CF1之间的相互作用不仅可为研究钌(II)配合物与蛋白质的相互作用提供理想的模型，还有助于理解ATP酶的生命功能，甚至可能深入了解钌(II)配合物调节与ATP相关的生命活动。

     我们的研究发现，两种手性钌(II)多吡啶配合物异构体对CF1的抑制作用不同，总的来说，Δ- Ru(DIP)2dppz的抑制作用显著强于Λ- Ru(DIP)2dppz；先前报道认为，钌(II)配合物有两种与CF1的作用途径：一是通过三个配体与β亚基作用，这种作用不影响活性；而另一种机制可能是中心Ru2+与带有负电荷的氨基酸残基作用，这种作用影响活性。通过带有负电荷的解偶联剂与Ru2+作用，减少了Ru2+与氨基酸的作用，因此ATP酶的活性得到了恢复。然而，上述假设只是人为地猜测络合物配体与氨基酸残基作用不影响活性，并不能解释手性配合物与CF1的作用差异。我们通过分子对接模拟发现，L型和D型Ru配合物的三个配体与CF1相互作用时均以大量疏水作用为主，π相互作用为辅，L型以两个4,7-二苯环-1,10-邻二氮杂菲(DIP)结合，D型以一个DIP和一个二吡啶并吩嗪结构(dppz)发生结合；模拟计算得到L型对CF1的抑制约为30%，而D型对CF1的抑制约为80%，与实验结果相符。由此我们猜测，两种手性配合物配体与β亚基的结合位点不同，导致了手性配合物与ATP酶的作用差异，配体与氨基酸的作用也会影响活性。这种结合的差异可能是由CF1的不对称性引起的，γ亚基赋予了CF1不对称性，这种不对称性在α亚基与β亚基上都存在；虽然永久不对称性是从膜上剥离的CF1的特征，但生理条件下的CF1在一个ATP分解或合成的循环过程中，也会在特定催化构象中经历瞬间不对称，因此手性钌(II)配合物与生理条件下的CF1的作用也具有差别，这为进一步的体内研究提供了参考。

      据报道，孟加拉红(RB)可通过光氧化可产生单线态氧，攻击F1-ATP酶，其组氨酸残基尤其受到破坏，活性降低，F1的组氨酸残基损失约50％-60％，而钌(II)配合物能通过与孟加拉红的相互作用，减少F1由孟加拉红光氧化产生自由基导致的损伤，初步研究表明这可能是由于二者形成了离子对复合物。进而还发现，尽管Λ-Ru(DIP)2dppz抑制单线态氧产生的能力弱于Δ-Ru(DIP)2dppz，但两种异构体对CF1的氨基酸保护能力基本相似。

      总之，这是迄今为止第一次报道手性钌(II)多吡啶配合物对CF1-ATPase活性的选择性抑制能力，并通过计算模拟得到了配合物配体与CF1的结合位点，为传统的机理假说提供了进一步的依据，也为今后研究手性钌(II)多吡啶配合物对蛋白的选择性作用提供了有益的参考。