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

发布时间：2018-12-12 17:55

【摘要】：目的：研究镉与汞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（CdCl_2）与牛血清白蛋白（BSA）相互作用机制，以了解CdCl_2对蛋白质构象的影响。方法：以不同浓度（0.01～100μmol/L）氯化镉（CdCl_2）、氯化汞（HgCl_2）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CdCl_2-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CdCl_2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CdCl_2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CdCl_2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~(-1)K~(-1)，-78.192KJmol~(-1)，（-11.969，-10.216，-9.838，-9.136KJmol~(-1)）。由F rster理论计算出CdCl_2与BSA之间的距离为2.24nm。紫外吸收光谱显示CdCl_2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，CdCl_2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CdCl_2后，BSA峰b的荧光强度有所升高（273.3~282.5），峰1荧光强度略有下降(370.7~368.8)，峰2强度显著降低(563.4~540.5)；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CdCl_2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。CdCl_2对BSA的猝灭过程主要是动态猝灭，CdCl_2与BSA之间有较强的结合力。CdCl_2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，CdCl_2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，CdCl_2可影响BSA的微环境和构象。
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【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R114

【参考文献】