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2-氨基苯并噻唑与hs-DNA,HSA及胰蛋白酶作用的研究

孙雅婧  
【摘要】:含氮杂环化合物种类众多,广泛存在于自然界中,对生物活性有重要的影响。目前国内外杂环化合物的发展呈现出多元化的趋势,尤其是含氮杂环化合物及其衍生物作为医药、农药、染料及其它精细化工产品中的中间体,应用越来越广泛。其中不可忽视的是,苯并含氮杂环化合物由于具有高选择性和生物活性,愈来愈受到研究者的青睐,在农业、医药、发光材料、有机金属化学等领域有着广泛的应用。 DNA和蛋白质是生物机体的主要组成成分,各种环境污染物进入生命机体后常与这些生物大分子相互作用来表现其危害性。因此,在分子水平上探讨污染物对生物机体的毒性作用,研究污染物毒性作用机理,有助于从根本上阐明污染物的毒性效应,对其毒性做出较全面的评价,为制订合理的标准和I保障人身体健康和安全提供参考和技术支持。 本论文从分子水平上研究了典型含氮杂环化合物2-氨基苯并噻唑对生物大分子的毒性作用机理。分别选择鲱鱼精子DNA、人血清白蛋白和胰蛋白酶为靶分子,研究了2-ABT的基因毒性和对蛋白质的毒性作用机理。论文主要包括以下三个部分: 第一部分:通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、圆二色谱等光谱学技术研究了2-ABT对鲱鱼精子DNA的基因毒性作用。各种实验结果相互补充、相互印证,发现2-ABT通过沟槽结合模式与hs-DNA反应。该反应仅对DNA双螺旋结构产生影响,结合常数Ka为7.2×103L mol-1,结合位点数n为0.95。在光谱学研究的基础上,利用AutoDock软件进行分子模拟,发现2-ABT与hs-DNA在富含A-T碱基对的小沟区结合,并通过腺嘌呤形成了一条2.23A的氢键,能量分析和碱基特异性结合的实验结果证明了这一结论。 第二部分:利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、圆二色潜等多种光谱学技术探讨了2-ABT与HSA的结合模式,以及由此导致的HSA结构变化。通过荧光猝灭现象计算出的热力学参数以及离子强度实验,判断2-ABT与HSA之间主要存在静电结合。在分子探针竞争实验基础上,借助AutoDock软件模拟出2-ABT与HSA的静电结合模式。实验表明复合物的生成导致HSA的二级结构发生改变,骨架结构变松散,氨基酸残基所处的微环境发生改变,由此可能阻碍HSA发挥其正常运输功能,从而对机体造成损害。 第三部分:利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱等光谱学技术探讨了2-ABT与胰蛋白酶的结合模式,以及由此导致的蛋白酶结构变化。通过荧光猝灭现象计算出的热力学参数,判断2-ABT与胰蛋白酶之间的主要作用力为氢键和范德华力。实验表明复合物的生成导致胰蛋白酶的二级结构发生改变,骨架结构变松散,氨基酸残基所处环境疏水性下降。结合AutoDock软件的模拟和酶活性实验结果,推断2-ABT通过非竞争性抑制作用,阻碍底物与以蛋白酶活性中心结合,间接导致酶活性的下降,从而损伤机体正常消化功能。 本论文的研究成果表明,典型含氮杂环化合物2-ABT可以影响DNA双螺旋结构,显示出一定的基因毒性。同时,可以改变运输蛋白HSA和胰蛋白酶的级结构,进而可能影响蛋白质的正常生理功能。


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