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电化学研究铝和纳米铝形态化合物对依赖于辅酶Ⅰ-脱氢酶活性的影响

作　者: 蔡玲
导　师: 杨小弟
学　校: 南京师范大学
专　业: 分析化学
关键词: 电化学 Al(Ⅲ) Al13 NAD~+/NADH-脱氢酶 谷氨酸脱氢酶(GDH) 苹果酸脱氢酶(MDH) 乙醇脱氢酶(ADH) 构象
分类号: R341
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


铝对人脑中控制细胞基本功能的许多酶反应的主要过程具有干扰,因此100多年来一直被认为是一种神经毒害试剂。它也是引起一些疾病的主要因素,如老年痴呆病、帕金森症、软骨病、贫血等。越来越多的体外研究表明,铝能够抑制三羧酸循环和糖酵解过程中酶的活性,因此线粒体细胞供能系统受到严重的阻碍。近年来,人们发现纳米粒子对人类健康和环境会造成许多不可预料的危害,因此纳米粒子的安全性问题受到了广泛的关注。本论文利用电化学方法研究了纳米形态及其他各种铝形态化合物对三种依赖于辅酶I(NAD+/NADH)的脱氢酶活性的影响,并利用荧光光谱和圆二色谱法研究了影响机制。主要结果如下：1.利用碳纳米管修饰电极,通过测定反应中NADH的氧化电流的变化测定了铝形态化合物对谷氨酸脱氢酶(GDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)、乙醇脱氢酶(ADH)活性的影响。实验结果发现,铝对GDH和ADH的活性具有一定的抑制作用,而对MDH的活性具有一定的激活作用。2.不同形态的铝对酶活性的影响不同,且受到pH值的影响。Al(Ⅲ)在pH为6.5时,对GDH和ADH的抑制作用和对MDH的激活作用最强,而随着pH的增大,作用减弱,这是由于pH值会引起Al(Ⅲ)存在形态的变化,而在较低的pH下,能够酶体系作用的Al(Ⅲ)成为主要形态；Al13在pH为7.5时,对GDH和ADH的抑制作用和对MDH的激活作用最强,在pH6.5和8.5时作用相似,这可能是由于Al13在pH7.5下最稳定,而在偏酸性或碱性条件下聚合度变小所致。3.运用荧光光谱法和圆二色谱法研究了Al(Ⅲ)和Al13对依赖于NAD+/NADH脱氢酶活性影响的可能的作用机制,结果表明Al(Ⅲ)和Al13能够引起NAD+和脱氢酶本身的构象的变化。当Al(Ⅲ)和Al13加入到NAD+-脱氢酶体系中时,Al(Ⅲ)能够占据NAD+的活性位点而引起NAD+的构象的改变,使得其不容易与脱氢酶发生作用的折叠式结构增加,从而引起酶活性的改变；Al(Ⅲ)和Al13所引起的脱氢酶的构象变化会导致蛋白质的α-螺旋、β-折叠和无规卷曲结构之间的相互转化,从而影响底物与酶之间的诱导契合,也会引起酶活性的改变。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章 绪论  9-27
  1.1 铝形态  9-14
    1.1.1 环境生物体系中铝的危害及研究意义  9-10
    1.1.2 铝的形态与毒性的关系  10
    1.1.3 铝的生物毒性  10-14
  1.2 纳米材料的生物有效性  14-15
    1.2.1 纳米材料的生物毒性  14-15
    1.2.2 纳米Al_(13)及其生物有效性  15
  1.3 依赖于辅酶Ⅰ的脱氢酶  15-19
    1.3.1 辅酶Ⅰ  15-16
    1.3.2 依赖于辅酶Ⅰ的脱氢酶  16-18
    1.3.3 辅酶Ⅰ的电化学  18-19
  1.4 本论文的指导思想  19-20
  1.5 参考文献  20-27
第2章 Al(Ⅲ)和多核纳米Al_(13)对谷氨酸脱氢酶活性的影响  27-43
  2.1 引言  27-28
  2.2 实验部分  28-30
    2.2.1 仪器与试剂  28
    2.2.2 修饰电极的制备  28-29
    2.2.3 聚合纳米Al_(13)硫酸盐晶体的合成  29-30
  2.3 结果与讨论  30-39
    2.3.1 NADH在修饰电极上的电化学响应  30-32
    2.3.2 修饰电极的ATR-FTIR光谱测定  32-33
    2.3.3 酶催化反应的电化学响应及Al(Ⅲ)和Al_(13)对GDH活性的影响  33-35
    2.3.4 不同pH下Al(Ⅲ)和Al_(13)对GDH活性的影响  35-36
    2.3.5 其它铝形态化合物及干扰因素对GDH活性的影响  36-37
    2.3.6 Al(Ⅲ)和Al_(13)对GDH活性的作用机理解释  37-39
  2.4 结论  39
  2.5 参考文献  39-43
第3章 Al(Ⅲ)和多核纳米Al_(13)对苹果酸脱氢酶活性的影响  43-58
  3.1 引言  43-44
  3.2 实验部分  44-45
    3.2.1 仪器与试剂  44
    3.2.2 修饰电极的制备  44-45
    3.2.3 聚合纳米Al_(13)硫酸盐晶体的合成  45
  3.3 结果与讨论  45-54
    3.3.1 NADH在修饰电极上的电化学响应  45-47
    3.3.2 酶催化反应的电化学响应  47-48
    3.3.3 Al(Ⅲ)和Al_(13)对MDH活性的影响  48-49
    3.3.4 不同pH下Al(Ⅲ)和Al_(13)对MDH活性的影响  49-51
    3.3.5 其它铝形态化合物及干扰因素对MDH活性的影响  51-52
    3.3.6 Al(Ⅲ)和Al_(13)对MDH活性的作用机理解释  52-54
  3.4 结论  54
  3.5 参考文献  54-58
第4章 Al(Ⅲ)和多核纳米Al_(13)对乙醇脱氢酶活性的影响  58-69
  4.1 引言  58-59
  4.2 实验部分  59-60
    4.2.1 仪器与试剂  59
    4.2.2 修饰电极的制备  59-60
    4.2.3 聚合纳米Al_(13)硫酸盐晶体的合成  60
  4.3 结果与讨论  60-66
    4.3.1. 酶催化反应的电化学响应  60-61
    4.3.2 及Al(Ⅲ)和Al_(13)对ADH活性的影响  61-62
    4.3.3 不同pH下Al(Ⅲ)和Al_(13)对ADH活性的影响  62-64
    4.3.4 Al(Ⅲ)和Al_(13)对ADH活性的作用机理解释  64-66
  4.4 结论  66
  4.5 参考文献  66-69
在读期间发表的学术论文及研究成果  69-70
致谢  70

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 人体生物化学、分子生物学
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