γ射線照射對蛋白質結構和功能影響的研究.pdf

1、氧化應激的概念最早源于人類對衰老的認識。1956年英國學者Harman首次提出自由基衰老學說，該學說認為自由基(Free radical)攻擊生命大分子造成組織細胞損傷，是引起機體衰老的根本原因，也是誘發(fā)腫瘤等惡性疾病的重要起因。氧化應激是指機體在遭受各種有害刺激時，體內高氧化活性分子如活性氧自由基ROS和活性氮自由基RNS產生過多，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，從而導致組織損傷。射線照射生物體時，會使機體細胞內和

2、細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。自由基在生物體內可以造成蛋白質的氧化損傷和損傷產物累積，進一步導致機體代謝紊亂，引發(fā)其他疾病。蛋白質的氧化損傷類型包括氨基酸側鏈氧化修飾、肽鍵斷裂、蛋白質交聯、蛋白質羰基化等。氧化損傷導致蛋白質的生物學功能如酶活性，運輸功能，受體功能等發(fā)生變化。生物有機體的生理活動、病理活動以及藥物對機體的作用主要是通過蛋白質來實現的，蛋白質的研究不僅能為生命活動規(guī)律提供物質基礎，也能為眾多種疾

3、病機理的闡明及攻克提供理論根據和解決途徑。
　　人血清白蛋白是血漿中含量最豐富的蛋白質，對維持血漿膠體滲透壓、血容量、酸堿度的恒定有重要作用。其對許多內源性的和外源性的物質行使運輸和存儲功能。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生羥基自由基等活性氧，蛋白質受到自由基的氧化作用其結構和生物學功能發(fā)生相應變化。利用光譜實驗手段和質

4、譜實驗手段研究蛋白質的氧化損傷機理，進一步在分子水平上明確射線照射對人體的危害作用，為診斷和治療因輻射引起的疾病提供理論依據。論文主要包括以下五個部分的內容:
　　論文第一章概述了人血清白蛋白的結構和生物學功能。介紹了氧化應激的生理作用和病理作用，詳細闡述了蛋白質氧化損傷類型包括氨基酸側鏈氧化損傷（脂肪族氨基酸側鏈、芳香族氨基酸側鏈、含硫氨基酸側鏈），肽鍵斷裂，蛋白質交聯，蛋白質羰基化等;DNA氧化損傷機理，脂質氧化損傷機理，氧化

5、防御機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系。
　　論文的第二章利用光譜技術分析研究了γ射線照射對不同濃度人血清白蛋白的二級結構，表面疏水性，二酪氨酸含量和酯酶活性的影響。實驗結果表明在HSA濃度為1×10-6 M時，不同照射劑量下HSA熒光光譜和圓二色譜實驗結果表明γ射線照射劑量大于200 Gy時對蛋白質的二級結構產生影響，使其α-螺旋結構含量減少。ANS探針法對蛋白質疏水性的研究發(fā)現隨著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以下時沒有變化，劑量大于200 Gy時逐漸降低。對蛋白質分子內二酪氨酸含量的測定發(fā)現隨著γ射線照射劑量的增加，二酪氨酸的含量在100 Gy以下時沒有明顯變化，在200 Gy時明顯上升，表明蛋白質分子被氧化后發(fā)生集聚反應。另外，通過對HSA酯酶活性的測定發(fā)現500 Gy照射劑量以下時對其活性影響很小，γ射線照射劑量高于500Gy時能抑制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，利用質譜實驗技術手段在肽段水平上分析研究了γ射線照射對蛋白質分子的氧化應激效應。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有明顯變化，有的肽段形成了新的氧化產物。BSA氧化損傷檢測結果中+16Da的氧化產物在10％以下的多肽序列有LVNELTEFAK，AEFVEVTK等;+16Da的氧化產物在10％-50％之

8、間的多肽序列有FGER，GACLLPK等;+16Da的氧化產物在50％以上的多肽序列有YTR和TPVSEK。其中+32Da的氧化產物在10％以下的多肽序列有SLHTLFGDELCK，LKPDPNTLCDEFK等;+32Da的氧化產物在10％-50％之間的多肽序列有YLYEIAR，ADEK等;+32Da的氧化產物在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，不同的氨基酸對氧化劑的反應活