納米碳管與抗氧化酶作用機制研究.pdf

1、隨著納米碳管的廣泛應(yīng)用，其生物毒性也逐漸引起人們的關(guān)注。研究表明納米碳管能夠進入生物體內(nèi)并在全身分布，誘導產(chǎn)生氧化脅迫。而抗氧化酶系是生物體去除活性氧(ROS)的主要機制之一，因此研究納米碳管與抗氧化酶相互作用機制不僅有利于從分子角度闡釋納米碳管的毒性機理，還有助于推動納米碳管在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　 納米碳管對酶的吸附作用是導致酶失活的主要原因。本論文系統(tǒng)研究了三種抗氧化解毒酶(過氧化氫酶CAT、超氧化物歧化酶SOD、谷胱

2、甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶GST)在不同空間結(jié)構(gòu)(單壁納米碳管r-SWNT、多壁納米碳管r-MWNT)、不同表面化學結(jié)構(gòu)(氧化單壁納米碳管o-SWNT)的納米碳管上的吸附行為以及影響吸附的主要環(huán)境因素(pH、離子強度)，探討納米碳管結(jié)構(gòu)影響吸附的主要機制。同時比較了吸附態(tài)酶的結(jié)構(gòu)、活性差異，闡釋不同吸附機理下酶結(jié)構(gòu)、活性的改變。研究表明納米碳管的表面化學性質(zhì)、酶的空間結(jié)構(gòu)在決定吸附態(tài)酶活性中起到重要作用。
　　 通過研究，論文取得了如下結(jié)

3、論：
　　 1)過氧化氫酶在三種碳管上的吸附能力依次為：o-SWNT>r-SWNT>r-MWNT。分析認為過氧化氫酶與未氧化納米碳管之間是多種機制的綜合作用，而與氧化納米碳管之間主要是氫鍵作用。氫鍵作用導致氧化納米碳管對過氧化氫酶的吸附增強，受pH影響顯著。
　　 2)三種酶在未氧化單壁和多壁碳管上的吸附強弱順序一致，依次為：SOD≈GST>CAT。分析認為酶的分子大小是造成吸附差異的主要因素，CAT分子最大，吸附最弱。

4、通過原子力顯微鏡(AFM)和透射電鏡(TEM)分析發(fā)現(xiàn)CAT在單壁納米碳管上屬于單層吸附，而SOD是多層吸附。
　　 3)吸附機制及酶自身結(jié)構(gòu)不同導致吸附態(tài)酶活性差異顯著。不同酶在單壁碳管上的活性大小依次為：CAT>GST>SOD，吸附態(tài)SOD酶幾乎失活。分析認為一方面SOD是多層吸附，阻礙了其活性中心與底物的接觸，導致其活性較?。涣硪环矫嫒N酶的催化殘基和底物深溝也存在較大差異，SOD和GST更容易受到納米碳管吸附的影響，導致