納米碳管與抗氧化酶作用機(jī)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(jìn)入生物體內(nèi)并在全身分布，誘導(dǎo)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(jī)制之一，因此研究納米碳管與抗氧化酶相互作用機(jī)制不僅有利于從分子角度闡釋納米碳管的毒性機(jī)理，還有助于推動(dòng)納米碳管在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　 納米碳管對(duì)酶的吸附作用是導(dǎo)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(xué)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(qiáng)度)，探討納米碳管結(jié)構(gòu)影響吸附的主要機(jī)制。同時(shí)比較了吸附態(tài)酶的結(jié)構(gòu)、活性差異，闡釋不同吸附機(jī)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(xué)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(rèn)為過氧化氫酶與未氧化納米碳管之間是多種機(jī)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(dǎo)致氧化納米碳管對(duì)過氧化氫酶的吸附增強(qiáng)，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(qiáng)弱順序一致，依次為：SOD≈GST>CAT。分析認(rèn)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(jī)制及酶自身結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)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(rèn)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(dǎo)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(dǎo)致