農(nóng)藥、塑化劑與蛋白質(zhì)的結(jié)合機理研究.pdf

1、近年來，由于農(nóng)藥和塑化劑在農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)過程中的大量應(yīng)用以及不受控制和不合理的使用，這兩類重要化學(xué)污染物對食品安全和人類健康產(chǎn)生的不利影響引起越來越多的關(guān)注。蛋白質(zhì)作為生命體的必要組成成分，其結(jié)構(gòu)的變化可能會造成生命體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性或功能性的損傷，導(dǎo)致某些疾病。污染物小分子通過直接或間接途徑進入機體后，可能會對機體蛋白質(zhì)產(chǎn)生毒性作用，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進而影響蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能。
　　本文以人血清白蛋白和胰蛋白酶為蛋白模型，運用

2、多種光譜學(xué)手段結(jié)合分子模擬等技術(shù)研究了農(nóng)藥撲草凈以及幾種鄰苯二甲酸酯類塑化劑與蛋白質(zhì)的結(jié)合機制，探討了這幾種化學(xué)污染物對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的影響。本研究對從分子水平上了解污染物小分子在體內(nèi)的分布、轉(zhuǎn)運、代謝及毒性作用提供重要信息。
　　本文主要內(nèi)容如下：
　　1．簡要介紹了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能及生物學(xué)性質(zhì)，同時對小分子與蛋白質(zhì)相互作用的主要研究方法進行了概述。
　　2.運用多種光譜學(xué)方法包括熒光光譜法、紫外?可見吸收光譜法、

3、圓二色譜法和紅外光譜法結(jié)合分子模擬技術(shù)，在模擬生理條件下(pH7.4)研究了撲草凈與人血清白蛋白(HSA)的結(jié)合特性以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。熒光數(shù)據(jù)顯示撲草凈對HSA的熒光猝滅為靜態(tài)猝滅過程，兩者之間的結(jié)合常數(shù)達103數(shù)量級，說明撲草凈與HSA具有中等強度的結(jié)合能力。負的焓變值和正的熵變值表明撲草凈與HSA的結(jié)合過程主要由疏水作用和氫鍵驅(qū)動。位點競爭實驗顯示撲草凈的結(jié)合位點為site I，分子模擬結(jié)果顯示，撲草凈結(jié)合在HSA亞域IIA的疏

4、水空腔，即site I，證實了位點競爭實驗結(jié)果。紫外?可見吸收光譜、同步熒光光譜、圓二色譜和紅外光譜分析表明，撲草凈的加入導(dǎo)致HSA多肽鏈部分伸展，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，α-螺旋含量降低伴隨著β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲含量的增加。
　　3．采用多種光譜方法和分子模擬技術(shù)測定了塑化劑鄰苯二甲酸二正辛酯(DnOP)和鄰苯二甲酸二異辛酯(DEHP)與HSA的相互作用模式。結(jié)果表明，DnOP和DEHP對HSA內(nèi)源熒光的猝滅機制為形成復(fù)合物的靜

5、態(tài)猝滅，疏水作用和氫鍵為主要作用力，DEHP與HSA的親和力略強于DnOP。DnOP和DEHP均結(jié)合于HSA亞結(jié)構(gòu)域IIA(site I位)，導(dǎo)致HSA二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，降低了HSA的α-螺旋的含量，并且DEHP誘導(dǎo) HSA多肽鏈的伸展程度強于DnOP。蛋白質(zhì)表面疏水性研究發(fā)現(xiàn)兩種塑化劑的結(jié)合導(dǎo)致蛋白質(zhì)表面疏水性增加，即蛋白質(zhì)疏水空腔的暴露程度增加。同時，以吖啶橙(AO)作為熒光探針，通過優(yōu)化實驗條件，利用熒光光譜法對DnOP和DEHP

6、進行定量分析，AO的熒光強度差值與DnOP和DEHP含量在1.20?11.76×10?5 mol L–1范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系，檢出限分別為1.15×10?5 mol L–1和1.02×10?5 mol L–1。
　　4．在模擬人體生理條件下(pH7.4)，應(yīng)用熒光光譜法、紫外光譜法和圓二色譜法并結(jié)合原子力顯微鏡和分子模擬技術(shù)，研究了鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)對胰蛋白酶的光譜性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及催化活性的影響。D

7、MP和DBP通過與胰蛋白酶結(jié)合形成基態(tài)復(fù)合物而猝滅胰蛋白酶的內(nèi)源熒光，且在胰蛋白酶上都只有一個結(jié)合位點。298 K時，兩者與胰蛋白酶相互作用的結(jié)合常數(shù)分別為3.92×103 L mol?1和4.94×103 L mol?1，DBP與胰蛋白酶的親和能力略強于DMP。同步熒光光譜、紫外光譜、圓二色譜和紅外光譜分析表明，DMP、DBP的加入均導(dǎo)致酶構(gòu)象發(fā)生變化，蛋白質(zhì)多肽鏈重排。分子模擬和酶活性測定結(jié)果顯示，DMP、DBP主要與胰蛋白酶的催化