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、食物鏈經消化道攝入和皮膚接觸等渠道進入生命體內，通過與組成生命體的各種生物大分子（蛋白質、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。 蛋白質是生命體的物質基礎，是生命體各種功能的直接執(zhí)行者，其變性將導致生命體的功能或結構損傷，導致很多疾病的產生。環(huán)境中的很多的小分子污染物進入機體后都能夠對機體內的蛋白質產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)境污染物對蛋白質的毒性作用一直是環(huán)境污染與健康領域的熱門課題。 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、白質的概況、污染物毒性的相關研究進展和主要實驗方法。 第二章：主要利用共振光散射技術研究了陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）在pH條件調控下對BSA的毒性作用，發(fā)現pH是控制SDBS使BSA中毒變性與解毒復性的重要條件，并結合其它方法對其機理進行了深入的探討。 第三章：通過共振光散射技術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）組成的復合污染物對BSA的毒性作用

5、機理，并考查了相關影響因素。研究發(fā)現兩種污染物在單獨與蛋白質作用時的共振光信號很弱，其復合物污染物與蛋白質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方法研究了Pb2+對牛血清白蛋白（BSA）的毒性作用機理。研究結果表明Pb2

6、+首先與BSA的骨架基團發(fā)生作用，使BSA骨架結構發(fā)生變化，內部疏水區(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為BSA內源熒光隨Pb2+的加入而發(fā)生猝滅。直到Pb2+濃度超過1．0×10-4mol/L BSA的變性程度達到最大，之后Pb2+還與暴露在外面的Trp發(fā)生作用，進一步使熒光猝滅。 第五章：運用光譜學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分子二級結構中α-螺旋比例下降，骨架結構變得松散；同時使得BSA內部疏水區(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nanoAg與BSA的配比達到1：96（以質量計）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構并包覆于nano