重金属镉胁迫细胞氧化毒理分子机制研究

发布时间：2017-09-22 14:16

  本文关键词：重金属镉胁迫细胞氧化毒理分子机制研究

  更多相关文章： 镉 酿酒酵母 氧化损伤 抗性基因 OLE1

【摘要】：随着工业化的发展,重金属被广泛使用并释放到环境中。由于其难以用生物化学方法降解,并能通过食物链累积,从而严重威胁人类健康,因此全世界越来越关注重金属污染问题。镉是目前前最常见的一种重金属环境污染物,在生物体内的半衰期长达10～30年,为已知的最易在体内蓄积的有毒物质。微量镉摄入机体便会通过蓄积和放大作用对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统产生一系列损伤。因为镉具有很强的生物毒性,研究其损伤机制从而为防治提供理论依据尤为重要。 酿酒酵母作为一种单细胞真核生物,具有增殖快,培养方便,兼性厌氧等特点,对其进行研究可以为镉与其它真核生物的相互作用提供有益的信息。本文以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为实验材料,通过对酵母必需基因高表达库的筛选,找出了镉胁迫细胞响应基因,包括：OLE1、PRP16、PCL8、MRS6、 NOP1、RTP1六个基因。其中高表达OLE1后,能够明显提高细胞对镉的抗性。OLE1能够编码Δ9脂肪酸去饱和酶,使胞内饱和脂肪酸去饱和,产生单不饱和脂肪酸。RT-PCR和细胞膜脂成分分析,镉离子能诱导野生菌株(By4741)和缺失突变体(mga22Δ)的OLE1基因高表达,导致细胞内单不饱和脂肪酸增多。高表达OLE1后,细胞内单不饱和脂肪酸增多,并和维生素C一样,能够提高细胞对镉的抗性,保护细胞膜的完整性,降低胞内ROS的含量,减轻脂质和蛋白的氧化程度。 进一步生化研究结果表明,镉胁迫可引起酿酒酵母ROS含量增加,生长受到抑制。镉胁迫同时可导致酿酒酵母胞内超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase, Gpx)活性降低,脂质过氧化产物MDA和蛋白羰基含量增加。加入外源抗氧化剂维生素C或提高内源抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)能够提高细胞对镉的抗性,降低镉胁迫对酵母细胞产生的氧化损伤,一定程度上恢复镉对抗氧化酶活性的抑制。但与维生素C不同的是,高表达OLE1对胞内抗氧化酶的活性没有影响。。 高表达OLE1后也能够增强细胞对其它重金属如铜、六价铬和三价铬的抗性,表现与镉胁迫相似的细胞响应机制。表明包括镉在内的多种重金属离子对细胞膜系统的氧化损伤是细胞毒性的保守性机制,而OLE1基因高表达能够提高细胞对重金属耐受性。
【关键词】：镉 酿酒酵母 氧化损伤 抗性基因 OLE1
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R114
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 缩略语11-13
• 1. 前言13-19
• 1.1 重金属污染现状13-14
• 1.2 镉的污染及危害14-15
• 1.3 镉毒理机制的研究现状15-17
• 1.4 活性氧17-19
• 2. 实验设计方案19-21
• 2.1 实验的目的、意义19
• 2.2 实验内容19-21
• 3. 抗镉基因的筛选21-27
• 3.1 材料与试剂21-22
• 3.2 方法22-23
• 3.3 结果与分析23-27
• 4. 镉胁迫下OLE1的表达27-35
• 4.1 材料和试剂27
• 4.2 方法27-30
• 4.3 结果与分析30-34
• 4.4 讨论34-35
• 5. 镉对酵母细胞的氧化损伤35-47
• 5.1 材料与试剂35
• 5.2 方法35-36
• 5.3 结果与分析36-45
• 5.4 讨论45-47
• 6. 抗氧化酶类活性的侧定47-52
• 6.1 材料与试剂47
• 6.2 方法47-48
• 6.3 结果与分析48-51
• 6.4 讨论51-52
• 7. 高表达OLE1基因对其他重金属的抗性52-57
• 7.1 材料与试剂52
• 7.2 方法52
• 7.3 结果与分析52-56
• 7.4 讨论56-57
• 8 结论57-58
• 参考文献58-62
• 已发表或已录用的主要学术论文62-63
• 致谢63

【参考文献】

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本文编号：901279