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镉与汞对人胚肝细胞毒性效应及镉与血清蛋白质的相互作用

作 者: 蓝晖翔
导 师: 郑丹
学 校: 华中科技大学
专 业: 劳动卫生与环境卫生学
关键词:   毒性效应 牛血清白蛋白 荧光光谱
分类号: R114
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


目的:研究单独及联合染毒对人胚肝细胞(L02细胞)DNA损伤及凋亡的作用。在此基础上探讨了氯化镉(CdCl2)与牛血清白蛋白(BSA)相互作用机制,以了解CdCl2对蛋白质构象的影响。方法:以不同浓度(0.01~100μmol/L)氯化镉(CdCl2)、氯化汞(HgCl2)及其混合液对L02细胞染毒24h,采用MTT法测定L02细胞的存活率,根据Finney法判断镉与汞对L02细胞的联合作用类型;用单细胞凝胶电泳术(SCGE)和流式细胞术(FCM)检测不同浓度镉与汞单独及联合染毒对L02细胞DNA损伤和细胞凋亡的影响。测定CdCl2-BSA体系在四个不同温度(298,302,306,310K)下的荧光光谱;用Stern-Volmer、Arrhenius、Van’t Hoff和小分子与大分子配位方程分别处理荧光光谱实验数据,计算出猝灭常数、活化能、热力学参数及结合常数和结合位点;根据F rster荧光共振能量转移理论计算CdCl2与BSA之间的距离。同时,室温下测定研究体系的紫外吸收光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱和圆二色谱,以探讨CdCl2对BSA结构的影响。结果:0.01μmol/L的镉与汞单独及联合染毒可以刺激细胞的生长,但1μmol/L的镉汞单独及联合染毒可显著抑制细胞的生长;镉与汞等浓度作用于L02细胞后,根据Finney法计算Q=1.4,联合作用表现为相加作用;一定剂量的镉汞单独及联合作用于L02细胞24h后,L02细胞的DNA损伤率和细胞凋亡率均显著高于对照组,且随着染毒剂量的增加,L02细胞的DNA损伤率和细胞凋亡率也呈上升趋势。在四个不同温度(298,302,306,310K)下测得CdCl2与BSA相互作用的猝灭常数分别为27.854、28.527、32.223、33.664L mol-1,结合常数分别为125.340,58.491,47.808,34.626M-1,活化能为13.24,相应的热力学参数ΔS、ΔH和ΔG分别为-223.364Jmol-1K-1,-78.192KJmol-1,(-11.969,-10.216,-9.838,-9.136KJmol-1)。由F rster理论计算出CdCl2与BSA之间的距离为2.24nm。紫外吸收光谱显示CdCl2加入后,BSA的紫外吸收光谱强度没有发生明显变化;同步荧光光谱结果显示,CdCl2加入后,在△λ=15nm和△λ=60nm时BSA的同步荧光光谱荧光强度均下降,在△λ=60nm时,BSA的同步荧光光谱的荧光强度下降更明显,且最大发射波长有轻微红移;三维荧光光谱显示,加入CdCl2后,BSA峰b的荧光强度有所升高(273.3282.5),峰1荧光强度略有下降(370.7368.8),峰2强度显著降低(563.4540.5);BSA的峰1荧光发射波长有轻微红移,峰2荧光发射波长有轻微蓝移;圆二色谱结果显示随着CdCl2浓度增加,BSA的α螺旋含量先有所增加(从51.93到52.31),后逐渐降低(从52.31到21.39)。结论:镉与汞的联合作用为相加作用,镉与汞单独及联合染毒可引起L02细胞的DNA损伤和细胞凋亡,且存在一定的剂量效应关系。CdCl2对BSA的猝灭过程主要是动态猝灭,CdCl2与BSA之间有较强的结合力。CdCl2与BSA间的作用是一个由焓驱动的自发过程,其相互作用的主要作用力是氢键和范德华力,CdCl2与BSA之间可能通过有效的能量转移而使BSA发生荧光猝灭。同时,CdCl2可影响BSA的微环境和构象。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-10
引言  10-14
第一章 对人胚肝细胞 DNA 损伤和凋亡的影响  14-27
  前言  14-15
  材料与方法  15-19
  结果与讨论  19-25
  本章小结  25
  参考文献  25-27
第二章 氯化镉与牛血清白蛋白相互作用的研究  27-46
  前言  27
  材料与方法  27-29
  结果与讨论  29-42
  本章小结  42-43
  参考文献  43-46
综述  46-61
  参考文献  55-61
致谢  61

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中图分类: > 医药、卫生 > 预防医学、卫生学 > 卫生基础科学 > 卫生毒理
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