二氧化硫及其衍生物與蛋白質(zhì)相互作用的熒光法研究.pdf

1、二氧化硫(SO2)是最常見的大氣污染物之一，也是多數(shù)城市大氣的首要污染物。以低濃度存在于大氣中，高濃度存在于某些工作場(chǎng)所。其毒理學(xué)作用已日漸引起人們的廣泛注意。現(xiàn)有的關(guān)于SO2的研究，主要集中在它所引起的生化指標(biāo)的改變、遺傳毒性、氧化應(yīng)激及DNA損傷等方面，而關(guān)于SO2和SO2衍生物與體外蛋白和體內(nèi)蛋白的相互作用機(jī)理及其氧化損傷機(jī)制的研究還鮮見報(bào)道。
　　為了探討SO2和SO2體內(nèi)衍生物與蛋白質(zhì)相互作用的分子機(jī)制，判斷SO2導(dǎo)致蛋

2、白質(zhì)氧化損傷的動(dòng)力學(xué)機(jī)理，為蛋白質(zhì)和核酸的氧化損傷與疾病的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)防、控制、臨床診斷提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文對(duì)牛血清白蛋白與SO2和SO2衍生物相互作用的熒光光譜和紫外光譜進(jìn)行了分析，并就SO2衍生物對(duì)小鼠不同器官組織蛋白質(zhì)氧化損傷和核酸的損傷作用進(jìn)行了研究。
　　1.SO2及其體內(nèi)衍生物與牛血清白蛋白(BSA)的相互作用的熒光光譜分析
　　發(fā)現(xiàn)SO2氣體及其體內(nèi)衍生物與BSA相互作用結(jié)果近乎一致。結(jié)果表明，在模擬人體生理?xiàng)l

3、件下SO2及其體內(nèi)衍生物對(duì)BSA的熒光均具有猝滅作用，根據(jù)Stern-Volmer方程和Lineweaver-Burk方程，分別計(jì)算了不同溫度下二者相互作用的結(jié)合常數(shù)和熱力學(xué)常數(shù)，并據(jù)此推斷出SO2和SO2衍生物與BSA的結(jié)合是一個(gè)放熱反應(yīng)，SO2與BSA的作用力類型為疏水作用力和靜電作用力，且為靜態(tài)猝滅過程。計(jì)算了SO2和SO2衍生物與BSA結(jié)合位點(diǎn)數(shù)分別為0.8042和0.9345，表觀結(jié)合常數(shù)分別為KSO2=1.15×104 L·

4、mol-1和KSO2衍生物=2.257×103 L·mol-1。說明SO2與BSA的結(jié)合反應(yīng)相對(duì)較弱，近似只有1個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，這也與加入SO2后BSA的猝滅程度較低相一致。三維熒光光譜分析表明，SO2與BSA相互作用后，BSA所處的微環(huán)境發(fā)生改變，熒光峰明顯藍(lán)移，Stokes位移減小，但熒光峰形狀無大的變化，即對(duì)其構(gòu)象的影響不顯著。本研究結(jié)論說明SO2和SO2衍生物與生物大分子蛋白質(zhì)BSA相互作用具有一定相似性，這也可以間接證明，SO2進(jìn)

5、入體內(nèi)與體液作用會(huì)立即轉(zhuǎn)變?yōu)轶w內(nèi)衍生物亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽。
　　2.SO2衍生物對(duì)小鼠不同組織的蛋白質(zhì)氧化損傷和DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)的影響
　　(1)小鼠體內(nèi)不同組織器官蛋白質(zhì)羰基(PCO)的測(cè)定結(jié)果
　　利用2，4-二硝基苯肼比色法測(cè)定不同組織蛋白質(zhì)羰基含量，以此判斷SO2體內(nèi)衍生物對(duì)蛋白質(zhì)的氧化損傷程度。結(jié)果表明，SO2衍生物可導(dǎo)致小鼠心、肝、肺、脾、胃蛋白質(zhì)氧化損傷，其損傷程度與SO2衍生物濃度之間有明顯的劑量-

6、效應(yīng)關(guān)系。當(dāng)注射SO2衍生物的濃度為0.025 g·kg-1 bw時(shí)，肝組織蛋白質(zhì)的羰基含量顯著升高（P＜0.01）;肺、心組織蛋白質(zhì)的羰基含量顯著升高（P＜0.05）;脾、胃組織蛋白質(zhì)的羰基含量雖有升高，但統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)沒有顯著性意義。當(dāng)注射SO2衍生物的濃度為0.1，0.4g·kg-1 bw時(shí)，心、肝、肺、脾組織蛋白質(zhì)的羰基含量均為極顯著升高(P＜0.001)，胃組織蛋白質(zhì)的羰基含量高度顯著升高(P＜0.01)。
　　(2)小鼠體內(nèi)

7、不同組織細(xì)胞DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)(DPC)度的測(cè)定結(jié)果
　　采用SDS-KCl法測(cè)定DNA與蛋白質(zhì)的交聯(lián)度，以此判斷SO2衍生物對(duì)核酸的損傷程度。結(jié)果表明，SO2衍生物可導(dǎo)致小鼠心、肝、肺、脾、胃組織DNA損傷，DPC率與染毒劑量之間具有明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系，直線相關(guān)方程的相關(guān)系數(shù)均大于0.9。當(dāng)SO2衍生物的濃度為0.025 g·kg-1 bw時(shí)，肝組織的DPC率與空白對(duì)照相比有極顯著升高(P＜0.001)，肺、胃組織的DPC率高

8、度升高(P＜0.01)，心、脾中DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)率雖有升高，但統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)沒有顯著性意義。當(dāng)注射SO2衍生物的濃度為0.1，0.4 g·kg-1 bw時(shí)，肝、肺、胃組織DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)率均呈現(xiàn)極顯著升高(P＜0.001)，心、脾組織DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)率顯著升高（P＜0.01）。
　　(3)結(jié)論
　　綜上所述，SO2衍生物腹腔注射可導(dǎo)致小鼠心、肝、肺、脾、胃5個(gè)器官中蛋白質(zhì)羰基含量增加和DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)率上升，且規(guī)律一致，均