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

发布时间：2019-09-20 13:20

【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。
【图文】：

图1.1铝刺激植物根部释放有机酸(oA)的机理示意图}’了’铝的大量存在还会导致水生生物如鱼类的死亡，其毒性最强的是无机单核铝形态[27〕。低分子量形态的聚合反应是铝的主要来源，在酸碱水体混合区域中低分子量形态，而高分子量形态的作用不大。因此，非平衡体系中铝的生物毒性的评价要考虑形态分布以及迁移过程和动力学机制[28]。此外，还有研究表明，单体铝和聚合Al(Al，:为主)对单细胞绿藻都会产生一定的毒害作用，而且其毒性大小有介质的pH值高低所决定，另外，由于溶液中H十同Al’+也存在络合竞争现象，所以与溶液中H+对铝形态的作用相比，生物体表面的酸化效应更为重要[2’]。日常饮食[29]人体摄取的铝主要来源，;另外还包括药物成分[30〕和矿山开采、冶炼等特殊环境[3‘】。图1.2描述了铝在生物地球化学中的循环途径。在许多国家水处理的凝结剂的主要成分是铝的硫酸盐，酸雨的日益严重也使环境中的铝大量增加。有些病人所服用的药物中含有铝的磷酸盐，而铝在病人体内积聚到危险的程度就会削弱肾功能;而如果进行长期的血液透析所用的水中铝含量过高也会提升人体内的铝水平[32]。

图2.1为制备的晶体的XRD谱图，表明沉淀物的晶型很好，图中10.27、5.14和3.43三个峰与All3硫酸盐晶体的标准图谱中的峰很好地对应l26]。 27AINMR核磁图中(图2.2)，化学位移在 63.0ppm处对应于在All3的keggin结构中的中心Al原子的共振峰[27]。众，

本文编号：2538840