以牛血清白蛋白為靶五種污染物毒性評價新方法的研究.pdf

1、環(huán)境污染問題依然是目前最重要的全球性問題之一。環(huán)境中的各種污染物對生態(tài)環(huán)境造成破壞的同時，也嚴(yán)重威脅著人類的生存與健康。污染物可以通過呼吸道吸入、食物鏈經(jīng)消化道攝入和皮膚接觸等渠道進(jìn)入生命體內(nèi)，通過與組成生命體的各種生物大分子（蛋白質(zhì)、核酸等）發(fā)生作用造成生命體組織器官的損傷。因此研究環(huán)境中污染物對功能性生物大分子的毒性作用機理是非常必要的。關(guān)于污染物毒性研究，目前的研究方法多以生物毒性實驗為主，但該方法很難從分子水平上解釋污染物對機體

2、的毒性作用機理。 蛋白質(zhì)是生命體的物質(zhì)基礎(chǔ)，是生命體各種功能的直接執(zhí)行者，其變性將導(dǎo)致生命體的功能或結(jié)構(gòu)損傷，導(dǎo)致很多疾病的產(chǎn)生。環(huán)境中的很多的小分子污染物進(jìn)入機體后都能夠?qū)C體內(nèi)的蛋白質(zhì)產(chǎn)生毒性作用從而使其變性和功能的喪失。因此，研究小分子環(huán)境污染物對蛋白質(zhì)的毒性作用一直是環(huán)境污染與健康領(lǐng)域的熱門課題。 本論文選擇牛血清白蛋白（BSA）為靶分子，利用共振光散射光譜、熒光光譜、紫外-可見吸收光譜、圓二色性光譜、透射電

3、鏡等方法或手段研究了五種代表性污染物的毒性作用機理，建立了其對機體毒性作用研究的新方法。文中選擇的五種污染物除納米銀外都是離子型污染物，實驗制得的納米銀膠體本身也帶有電荷，這樣有助于污染物毒性的規(guī)律性探討。 本論文選擇的五種污染物除納米銀外都是離子型污染物，實驗制得的納米銀膠體本身也帶有電荷，這樣有助于污染物毒性的規(guī)律性探討。 本論文共分六章內(nèi)容，具體如下： 第一章：介紹了主要的污染物毒性評價方法、靶分子蛋

4、白質(zhì)的概況、污染物毒性的相關(guān)研究進(jìn)展和主要實驗方法。 第二章：主要利用共振光散射技術(shù)研究了陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）在pH條件調(diào)控下對BSA的毒性作用，發(fā)現(xiàn)pH是控制SDBS使BSA中毒變性與解毒復(fù)性的重要條件，并結(jié)合其它方法對其機理進(jìn)行了深入的探討。 第三章：通過共振光散射技術(shù)在分子水平上研究了偶氮染料酸性嫩黃G與陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）組成的復(fù)合污染物對BSA的毒性作用

5、機理，并考查了相關(guān)影響因素。研究發(fā)現(xiàn)兩種污染物在單獨與蛋白質(zhì)作用時的共振光信號很弱，其復(fù)合物污染物與蛋白質(zhì)作用時的共振光信號明顯增強，這表明BSA-酸性嫩黃G-CTMAB的復(fù)合體系形成了三元離子締合物。隨后用吸收光譜、圓二色性光譜譜、透射電鏡等方法對其毒性作用機理進(jìn)行了深入的研究。 第四章：通過熒光光譜、同步熒光光譜、紫外吸收光譜、圓二色性光譜等光譜學(xué)方法研究了Pb2+對牛血清白蛋白（BSA）的毒性作用機理。研究結(jié)果表明Pb2

6、+首先與BSA的骨架基團發(fā)生作用，使BSA骨架結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，內(nèi)部疏水區(qū)域的色氨酸（Trp）等芳香環(huán)氨基酸逐步暴露出來，這在熒光光譜中表現(xiàn)為BSA內(nèi)源熒光隨Pb2+的加入而發(fā)生猝滅。直到Pb2+濃度超過1．0×10-4mol/L BSA的變性程度達(dá)到最大，之后Pb2+還與暴露在外面的Trp發(fā)生作用，進(jìn)一步使熒光猝滅。 第五章：運用光譜學(xué)方法從分子水平上研究了納米銀（nanoAg）對BSA的毒性作用模式，結(jié)果表明nanoAg對BS

7、A存在明顯的損傷作用：nanoAg誘使BSA分子二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋比例下降，骨架結(jié)構(gòu)變得松散；同時使得BSA內(nèi)部疏水區(qū)的Trp等芳香環(huán)氨基酸的暴露增強，BSA自身的特征熒光明顯猝滅。當(dāng)nanoAg與BSA的配比達(dá)到1：96（以質(zhì)量計）時，nanoAg對體系熒光光譜和共振光散射光譜的影響趨于穩(wěn)定。共振光散射光譜、TEM、圓二色性光譜和電泳實驗的研究結(jié)果表明范德華力和靜電力的作用使BSA破壞了nanoAg表面的雙電層平衡結(jié)構(gòu)并包覆于nano