激素与生物大分子的相互作用及其测定研究

发布时间：2018-10-05 14:41

【摘要】：外源性激素主要有动物激素与植物激素两大类,常用来提高牲畜生长速度、奶牛的产奶量,提高水果的品质并延长保鲜时间等,但是人工合成的激素化学性质相对较稳定,易在动植物体内及水环境中残留,对人类健康存在潜在的威胁。选择合适的生物分子,研究外源激素与生物分子的相互作用,根据相互作用构建合适的传感器,对外源激素进行测定具有非常重要的意义。目前,重要的生物大分子主要包括蛋白质、核酸、脂类和多糖,而酶作为一种蛋白质,在生物体内具有特殊的催化作用,对维持生物体内的生化反应和新陈代谢等生命活动,具有重要的作用。各类药物小分子进入人体中,会对酶的结构和活性造成损害。因此,选择具有代表性的酶分子,研究激素与酶的相互作用以及对激素的残留进行测定显得非常必要。本论文选择双烯雌酚及2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)作为研究对象,主要从分子水平上研究了双烯雌酚与过氧化氢酶的作用机理,并基于不同的载体固定生物酶分子构建酶抑制传感器测定2,4-D的含量。本论文主要分为四个部分。第一部分介绍了几种常用的激素以及生物大分子的结构、性质和应用。概述了激素与生物大分子相互作用的主要研究方法,酶的固定化方法及固定载体的研究,测定激素残留的检测方法,并提出了本文的设计思路和创新点。第二部分主要利用同步荧光、三维荧光、时间分辨荧光等荧光光谱法、紫外可见吸收光谱法、圆二色谱法等方法,研究了双烯雌酚与过氧化氢酶的相互作用机理。实验结果表明,双烯雌酚对过氧化氢酶内源荧光的猝灭是一种静态猝灭机制。结合荧光光谱数据计算得到了结合常数、结合位点数、结合距离及热力学参数等数据。双烯雌酚的加入会改变过氧化氢酶中氨基酸残基的微环境并影响蛋白质的二级结构。实验还探讨了双烯雌酚对过氧化氢酶催化活性的影响,结果表明双烯雌酚对过氧化氢酶的抑制为竞争性抑制。第三部分通过吸附交联法合成了氨基功能化的Fe3O4-壳聚糖(Fe3O4-NH2-CS)磁性纳米复合材料,并用共价法将过氧化氢酶固定在材料表面,通过2,4-D对固定化过氧化氢酶的抑制作用构建酶抑制传感器,测定样品中2,4-D的含量。当2,4-D的浓度在5.0×10-8mol/L-1.05×10-6mol/L范围内时,抑制率呈现良好的线性关系,检出限为4.0×10-8mol/L该方法具有操作简单、稳定性好、灵敏度高、重复使用率高、使用成本低等优点,能用于测定实际样品中的2,4-D的残留量。第四部分主要利用一种冰胶聚合物作为载体通过凝胶包埋法固定辣根过氧化物酶,辣根过氧化物酶可以催化H202氧化TMB生产蓝色的氧化底物,基于2,4-D对固定化辣根过氧化物酶催化活性的抑制测定2,4-D。当2,4-D的浓度在5.0×10-8mol/L-1.2×10-6mol/L范围内,呈现良好的线性关系,检出限为3.0×10-8mol/L。该酶抑制传感器可以成功地测定实际样品中的2,4-D含量,对2,4-D的测定表现出良好的稳定性,灵敏度和重复使用率,能用显色的方法快速测定实际样品中的2,4-D残留。
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【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O629.8;O657.3

【参考文献】