γ射線照射對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能影響的研究.pdf

1、氧化應(yīng)激的概念最早源于人類對(duì)衰老的認(rèn)識(shí)。1956年英國(guó)學(xué)者Harman首次提出自由基衰老學(xué)說(shuō)，該學(xué)說(shuō)認(rèn)為自由基(Free radical)攻擊生命大分子造成組織細(xì)胞損傷，是引起機(jī)體衰老的根本原因，也是誘發(fā)腫瘤等惡性疾病的重要起因。氧化應(yīng)激是指機(jī)體在遭受各種有害刺激時(shí)，體內(nèi)高氧化活性分子如活性氧自由基ROS和活性氮自由基RNS產(chǎn)生過(guò)多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，從而導(dǎo)致組織損傷。射線照射生物體時(shí)，會(huì)使機(jī)體細(xì)胞內(nèi)和

2、細(xì)胞外廣泛存在的水分子電離形成一些自由基特別是羥基自由基。自由基在生物體內(nèi)可以造成蛋白質(zhì)的氧化損傷和損傷產(chǎn)物累積，進(jìn)一步導(dǎo)致機(jī)體代謝紊亂，引發(fā)其他疾病。蛋白質(zhì)的氧化損傷類型包括氨基酸側(cè)鏈氧化修飾、肽鍵斷裂、蛋白質(zhì)交聯(lián)、蛋白質(zhì)羰基化等。氧化損傷導(dǎo)致蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能如酶活性，運(yùn)輸功能，受體功能等發(fā)生變化。生物有機(jī)體的生理活動(dòng)、病理活動(dòng)以及藥物對(duì)機(jī)體的作用主要是通過(guò)蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，蛋白質(zhì)的研究不僅能為生命活動(dòng)規(guī)律提供物質(zhì)基礎(chǔ)，也能為眾多種疾

3、病機(jī)理的闡明及攻克提供理論根據(jù)和解決途徑。
　　人血清白蛋白是血漿中含量最豐富的蛋白質(zhì)，對(duì)維持血漿膠體滲透壓、血容量、酸堿度的恒定有重要作用。其對(duì)許多內(nèi)源性的和外源性的物質(zhì)行使運(yùn)輸和存儲(chǔ)功能。該蛋白可以發(fā)揮類似酯酶的活性，催化脂類、酰胺類、磷酸鹽類等物質(zhì)的水解作用。本文以人血清白蛋白和牛血清白蛋白作為靶分子，利用γ射線照射蛋白溶液產(chǎn)生羥基自由基等活性氧，蛋白質(zhì)受到自由基的氧化作用其結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能發(fā)生相應(yīng)變化。利用光譜實(shí)驗(yàn)手段和質(zhì)

4、譜實(shí)驗(yàn)手段研究蛋白質(zhì)的氧化損傷機(jī)理，進(jìn)一步在分子水平上明確射線照射對(duì)人體的危害作用，為診斷和治療因輻射引起的疾病提供理論依據(jù)。論文主要包括以下五個(gè)部分的內(nèi)容:
　　論文第一章概述了人血清白蛋白的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能。介紹了氧化應(yīng)激的生理作用和病理作用，詳細(xì)闡述了蛋白質(zhì)氧化損傷類型包括氨基酸側(cè)鏈氧化損傷（脂肪族氨基酸側(cè)鏈、芳香族氨基酸側(cè)鏈、含硫氨基酸側(cè)鏈），肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)交聯(lián)，蛋白質(zhì)羰基化等;DNA氧化損傷機(jī)理，脂質(zhì)氧化損傷機(jī)理，氧化

5、防御機(jī)制包括酶抗氧化系統(tǒng)和非酶抗氧化系統(tǒng)。最后介紹了射線照射和人體健康之間的關(guān)系。
　　論文的第二章利用光譜技術(shù)分析研究了γ射線照射對(duì)不同濃度人血清白蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)，表面疏水性，二酪氨酸含量和酯酶活性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在HSA濃度為1×10-6 M時(shí)，不同照射劑量下HSA熒光光譜和圓二色譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明γ射線照射劑量大于200 Gy時(shí)對(duì)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，使其α-螺旋結(jié)構(gòu)含量減少。ANS探針?lè)▽?duì)蛋白質(zhì)疏水性的研究發(fā)現(xiàn)隨著γ射

6、線照射劑量的增加，HSA分子的有效疏水性在低劑量射線照射200 Gy以下時(shí)沒(méi)有變化，劑量大于200 Gy時(shí)逐漸降低。對(duì)蛋白質(zhì)分子內(nèi)二酪氨酸含量的測(cè)定發(fā)現(xiàn)隨著γ射線照射劑量的增加，二酪氨酸的含量在100 Gy以下時(shí)沒(méi)有明顯變化，在200 Gy時(shí)明顯上升，表明蛋白質(zhì)分子被氧化后發(fā)生集聚反應(yīng)。另外，通過(guò)對(duì)HSA酯酶活性的測(cè)定發(fā)現(xiàn)500 Gy照射劑量以下時(shí)對(duì)其活性影響很小，γ射線照射劑量高于500Gy時(shí)能抑制HSA的酯酶活性。
　　論文的

7、第三章和第四章分別以牛血清白蛋白和人血清白蛋白為靶分子，利用質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段在肽段水平上分析研究了γ射線照射對(duì)蛋白質(zhì)分子的氧化應(yīng)激效應(yīng)。隨著γ射線照射劑量的增加，不同肽段的氧化程度變化不同，有的肽段隨著射線照射劑量的增加氧化程度上升，有的肽段氧化程度沒(méi)有明顯變化，有的肽段形成了新的氧化產(chǎn)物。BSA氧化損傷檢測(cè)結(jié)果中+16Da的氧化產(chǎn)物在10％以下的多肽序列有LVNELTEFAK，AEFVEVTK等;+16Da的氧化產(chǎn)物在10％-50％之

8、間的多肽序列有FGER，GACLLPK等;+16Da的氧化產(chǎn)物在50％以上的多肽序列有YTR和TPVSEK。其中+32Da的氧化產(chǎn)物在10％以下的多肽序列有SLHTLFGDELCK，LKPDPNTLCDEFK等;+32Da的氧化產(chǎn)物在10％-50％之間的多肽序列有YLYEIAR，ADEK等;+32Da的氧化產(chǎn)物在50％以上的多肽序列有FWGK，IETMR，CASIQK等。這些與肽段中所含氨基酸的種類不同有關(guān)，不同的氨基酸對(duì)氧化劑的反應(yīng)活