二氧化硫及其衍生物與蛋白質相互作用的熒光法研究.pdf

1、二氧化硫(SO2)是最常見的大氣污染物之一，也是多數(shù)城市大氣的首要污染物。以低濃度存在于大氣中，高濃度存在于某些工作場所。其毒理學作用已日漸引起人們的廣泛注意?，F(xiàn)有的關于SO2的研究，主要集中在它所引起的生化指標的改變、遺傳毒性、氧化應激及DNA損傷等方面，而關于SO2和SO2衍生物與體外蛋白和體內蛋白的相互作用機理及其氧化損傷機制的研究還鮮見報道。
　　為了探討SO2和SO2體內衍生物與蛋白質相互作用的分子機制，判斷SO2導致蛋

2、白質氧化損傷的動力學機理，為蛋白質和核酸的氧化損傷與疾病的發(fā)生、發(fā)展、預防、控制、臨床診斷提供基礎數(shù)據(jù)。本文對牛血清白蛋白與SO2和SO2衍生物相互作用的熒光光譜和紫外光譜進行了分析，并就SO2衍生物對小鼠不同器官組織蛋白質氧化損傷和核酸的損傷作用進行了研究。
　　1.SO2及其體內衍生物與牛血清白蛋白(BSA)的相互作用的熒光光譜分析
　　發(fā)現(xiàn)SO2氣體及其體內衍生物與BSA相互作用結果近乎一致。結果表明，在模擬人體生理條

3、件下SO2及其體內衍生物對BSA的熒光均具有猝滅作用，根據(jù)Stern-Volmer方程和Lineweaver-Burk方程，分別計算了不同溫度下二者相互作用的結合常數(shù)和熱力學常數(shù)，并據(jù)此推斷出SO2和SO2衍生物與BSA的結合是一個放熱反應，SO2與BSA的作用力類型為疏水作用力和靜電作用力，且為靜態(tài)猝滅過程。計算了SO2和SO2衍生物與BSA結合位點數(shù)分別為0.8042和0.9345，表觀結合常數(shù)分別為KSO2=1.15×104 L·

4、mol-1和KSO2衍生物=2.257×103 L·mol-1。說明SO2與BSA的結合反應相對較弱，近似只有1個結合位點，這也與加入SO2后BSA的猝滅程度較低相一致。三維熒光光譜分析表明，SO2與BSA相互作用后，BSA所處的微環(huán)境發(fā)生改變，熒光峰明顯藍移，Stokes位移減小，但熒光峰形狀無大的變化，即對其構象的影響不顯著。本研究結論說明SO2和SO2衍生物與生物大分子蛋白質BSA相互作用具有一定相似性，這也可以間接證明，SO2進

5、入體內與體液作用會立即轉變?yōu)轶w內衍生物亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽。
　　2.SO2衍生物對小鼠不同組織的蛋白質氧化損傷和DNA-蛋白質交聯(lián)的影響
　　(1)小鼠體內不同組織器官蛋白質羰基(PCO)的測定結果
　　利用2，4-二硝基苯肼比色法測定不同組織蛋白質羰基含量，以此判斷SO2體內衍生物對蛋白質的氧化損傷程度。結果表明，SO2衍生物可導致小鼠心、肝、肺、脾、胃蛋白質氧化損傷，其損傷程度與SO2衍生物濃度之間有明顯的劑量-

6、效應關系。當注射SO2衍生物的濃度為0.025 g·kg-1 bw時，肝組織蛋白質的羰基含量顯著升高（P＜0.01）;肺、心組織蛋白質的羰基含量顯著升高（P＜0.05）;脾、胃組織蛋白質的羰基含量雖有升高，但統(tǒng)計檢驗沒有顯著性意義。當注射SO2衍生物的濃度為0.1，0.4g·kg-1 bw時，心、肝、肺、脾組織蛋白質的羰基含量均為極顯著升高(P＜0.001)，胃組織蛋白質的羰基含量高度顯著升高(P＜0.01)。
　　(2)小鼠體內

7、不同組織細胞DNA-蛋白質交聯(lián)(DPC)度的測定結果
　　采用SDS-KCl法測定DNA與蛋白質的交聯(lián)度，以此判斷SO2衍生物對核酸的損傷程度。結果表明，SO2衍生物可導致小鼠心、肝、肺、脾、胃組織DNA損傷，DPC率與染毒劑量之間具有明顯的劑量-效應關系，直線相關方程的相關系數(shù)均大于0.9。當SO2衍生物的濃度為0.025 g·kg-1 bw時，肝組織的DPC率與空白對照相比有極顯著升高(P＜0.001)，肺、胃組織的DPC率高

8、度升高(P＜0.01)，心、脾中DNA-蛋白質交聯(lián)率雖有升高，但統(tǒng)計檢驗沒有顯著性意義。當注射SO2衍生物的濃度為0.1，0.4 g·kg-1 bw時，肝、肺、胃組織DNA-蛋白質交聯(lián)率均呈現(xiàn)極顯著升高(P＜0.001)，心、脾組織DNA-蛋白質交聯(lián)率顯著升高（P＜0.01）。
　　(3)結論
　　綜上所述，SO2衍生物腹腔注射可導致小鼠心、肝、肺、脾、胃5個器官中蛋白質羰基含量增加和DNA-蛋白質交聯(lián)率上升，且規(guī)律一致，均