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用电化学方法研究氧化还原蛋白质的电子传递机理及催化底物的反应过程，不仅能方便地获得蛋白质氧化还原反应中的物理化学参数，模拟金属蛋白质电子传递机理，而且结合生物反应的特异性和电分析方法的灵敏性及实时检测性，为构筑电化学生物传感器提供理论依据，为生物物质的检测提供强有力的手段。因此以血红素为辅基的蛋白质（血红素蛋白质）的电化学和电催化特性成为目前研究热点之一。 血红素蛋白质在生命活动和生物代谢过程中起着重要的作用。例如肌红蛋白和血红蛋白在生物体中的主要功能是贮存和运输氧气，由于它们的三维结构已经确定，所以常常用作研究蛋白质或酶的结构与功能关系的模型物；辣根过氧化物酶和过氧化氢酶分解双氧水等。 本文从生物亲和性考虑，设计和修饰电极表面，探讨血红素蛋白质或酶（肌红蛋白，血红蛋白，辣根过氧化物酶和过氧化氢酶）的直接电化学性质及其催化特性。主要进行了以下几方面的研究工作： （1）分别利用甲基纤维素和海藻酸钠水凝胶将肌红蛋白（Mb）、血红蛋白（Hb）、辣根过氧化物酶（HRP）和过氧化氢酶（Cat）四种血红素蛋白质固定在裂解石墨电极表面，形成稳定的血红素蛋白质-聚多糖膜修饰电极。在聚多糖膜中，Mb、Hb、HRP和Cat直接与电极传递电子。用循环伏安法和方波伏安法计算了氧化还原过程的热力学和动力学参数。四种血红素蛋白质的式电势都随溶液pH值的增加而负移且呈线性关系，表明电子传递过程伴随着质子转移。这种氧化还原玻尔效应反映了蛋白质结构与功能的关系。紫外-可见和红外光谱显示，在聚多糖凝胶中，蛋白质保持原始构象。溶液的pH（3.0-10.0）可逆地改变蛋白质的构象，从而影响其电化学和光谱性质。原子力显微图象表明蛋白质与聚多糖水凝胶之间存在较强的作用。在水凝胶中加入N，N-二甲基甲酰胺（DMF），不仅增强聚多糖水凝胶的凝胶化过程，将蛋白质牢固地固定在电极表面，而且能促进蛋白质与电极之间的电子传递。研究了血红素蛋白质催化还原O2、H2O2和NO的机理。稳定的蛋白质-聚多糖修饰电极能应用于H2O2和NO2-的定量测定。 （2）研究了血红素蛋白质-海藻酸钠膜修饰电极在水／乙醇混合溶液中的电化学和电催化性质。用循环伏安法和方波伏安法测定了电极反应的热力学和动力学参数，表明该电化学响应是蛋白质血红素FeⅢ／FeⅡ电对的氧化还原。在一定范围内，