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血红素(heme)是一种含铁的辅因子，是血色素蛋白的主要组成部分。在血红素中，铁原子位于卟啉环的中心。血红素能够帮助酶催化底物分子。但并不是所有的含有卟啉环的金属蛋白都是以铁原子为中心的。本文中，我们用概念密度泛函及其自旋极化部分的理论中的活性描述符表征了血红素B型以不同金属离子为中心的体系的化学性质的规律性，并寻找以铁元素为中心的体系的化学性质特殊性。本文所涉及研究的金属离子包括Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Cd。我们发现了所选系列体系的一些规律性，比如随着体系轴向配体的配位数增加，体系越来越不稳定，越来越容易失去电子，发生亲核反应；以铁离子为中心的体系在化学性质和空间结构上与其他体系有很大的不同：铁离子可以稳定的嵌在卟啉环内、铁核体系的金属中心的化学性质包括带有自旋变化的化学性质相较其他体系更活泼、更有特点。这些结果可以帮助我们更好地了解不同金属中心的卟啉环体系的催化活性，并在一定程度上解释了大自然为什么选择铁原子做血红素体系的金属中心。在以上实验的结果数据中，我们找到了一些很有意思的线性关系。这些线性关系可以在一定程度上帮助我们更好地了解血红素的化学活性。