碳納米材料修飾電極研究鋁形態(tài)化合物對幾種生物酶活性的影響.pdf

1、鋁在環(huán)境中主要以硅酸鹽和氧化物的形式存在于礦物中，由于近年來酸雨等各種環(huán)境問題使得湖泊、河流、土壤等發(fā)生不同程度的變化，致使鋁從巖石和土壤中溶解出來，以多種可影響生物活性的形態(tài)存在。研究證實，鋁能夠抑制三羧酸循環(huán)和糖酵解過程中各種酶的活性，從而嚴(yán)重阻礙亞細(xì)胞線粒體供能系統(tǒng)正常運(yùn)行。通過多種途徑進(jìn)入人體內(nèi)的鋁會導(dǎo)致一系列疾病，如貧血癥、骨軟化病，尤其是阿爾茲海默癥、帕金森癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。因此，研究鋁元素形態(tài)對人類健康生活有很重要的意義。

2、人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)納米顆粒會對自然環(huán)境和人類健康造成許多無法預(yù)計的潛在威脅，開始越多關(guān)注納米顆粒的安全性問題。本論文采用碳納米管修飾電極研究納米形態(tài)及其他鋁形態(tài)化合物對依賴于輔酶Ⅱ(NADP+/NADPH)的谷胱甘肽還原酶(GR)活性的影響，并利用圓二色譜法研究其相互之間的影響機(jī)制;采用還原型石墨烯修飾電極探究鋁形態(tài)化合物對依賴輔酶Ⅰ(NAD+/NADH)的乙醛脫氫酶(ALDH)和乙醇脫氫酶(ADH)活性的作用，并采用化學(xué)計算方法作了進(jìn)一步討

3、論。實驗結(jié)果如下所述:
　　1.采用滴涂法制備碳納米管MWNTs/殼聚糖CHIT修飾玻碳電極和還原型石墨烯rGO/CHIT修飾電極，MWNTs/CHIT修飾電極和rGO/CHIT電極分別較為明顯的降低了還原型輔酶Ⅱ(NADPH)和輔酶Ⅰ（NADH）在裸的玻碳電極上的氧化過電位，利用計時電流i-t法，通過檢測NADPH和NADH在電極上催化電流的變化情況，分別實驗不同形態(tài)鋁化合物對GR、ALDH、ADH活性的影響。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鋁對

4、GR和ALDH、ADH的活性均具有一定的抑制作用。
　　2.不同的鋁形態(tài)及溶液pH值，對酶活性影響也不同。當(dāng)緩沖液的pH＜7時，Al(ⅢD對GR、ALDH和ADH活性抑制作用最為明顯，并且隨著體系pH值增大，抑制作用減小。這是因為溶液在較低pH下，能夠與GR體系相互作用的Al3+是其主要的存在形態(tài)。相對應(yīng)地，緩沖液的pH接近7時，Al13的存在對GR、ALDH和ADH活性抑制作用最為明顯的酸度條件。這可歸因于此酸度下Al13最穩(wěn)定

5、，而在偏酸和偏堿的條件下由于Al13聚合度降低而導(dǎo)致其不穩(wěn)定。
　　3.選擇圓二色譜手段研究了Al(Ⅲ)和Al13對GR活性的影響機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Al(Ⅲ)和Al13能夠使得GR的構(gòu)象發(fā)生變化。另外采用熒光光譜和量子化學(xué)計算等多種手段研究了Al(Ⅲ)和Al13對ADH酶活性改變可能的作用方式和機(jī)制，實驗結(jié)果表明Al(Ⅲ)和Al13能夠同時引起ADH和NAD+自身的構(gòu)象發(fā)生變化。量子化學(xué)計算結(jié)果表明，Al、F之間的配位作用會導(dǎo)致ADH