天然抗氧化(huà)劑對(duì)蛋白質氧化(huà)損傷的(de)保護
發布時(shí)間：2015-03-20 浏覽量：196
作者: 朱紅平
關鍵詞: 活性氧; 自由基; 抗氧化(huà)劑; 蛋白質; 光(guāng)敏氧化(huà)
中文摘要: 生物(wù)體在正常的(de)新陳代謝活動中會産生活性氧自由基（ROS），外界因素也(yě)可(kě)以導緻ROS的(de)産生。一定量的(de)ROS在細胞信号轉導和(hé)抑制細菌侵入中發揮重要作用(yòng)，但是過多(duō)的(de)ROS能損傷DNA、蛋白質和(hé)脂類等生物(wù)分(fēn)子。研究表明(míng)：衰老和(hé)許多(duō)疾病都與蛋白質的(de)氧化(huà)有關。生物(wù)體内有酶和(hé)非酶抗氧化(huà)系統控制和(hé)修複自由基所造成的(de)損傷。經常攝入富含抗氧化(huà)劑的(de)食物(wù)可(kě)以減少心腦(nǎo)血管等疾病的(de)發生率。本論文介紹了(le)硫雜(zá)蒽酮衍生物(wù)（TXs）光(guāng)敏氧化(huà)蛋白質的(de)研究結果和(hé)天然抗氧化(huà)劑的(de)抗氧化(huà)性質動力學研究結果，探討(tǎo)了(le)蛋白質光(guāng)敏氧化(huà)的(de)機理(lǐ)以及抗氧化(huà)劑保護蛋白質氧化(huà)損傷的(de)機理(lǐ)。主要結果如下(xià)： 利用(yòng)動态（納秒級激光(guāng)光(guāng)解瞬态吸收光(guāng)譜）和(hé)穩态相結合的(de)方法，研究了(le)四種羟基肉桂酸衍生物(wù)（HCA）的(de)抗氧化(huà)性質。實驗結果表明(míng)最大(dà)吸收波長(cháng)位于360 nm的(de)瞬态物(wù)種是羟基肉桂酸衍生物(wù)的(de)酚氧自由基。SO4•_可(kě)以氧化(huà)HCA産生HCA酚氧自由基，反應速率常數爲2.0-3.9´109 M-1•s-1。HCA可(kě)以猝滅二苯甲酮三線态，測得(de)其猝滅速率常數爲4.3-7.8´109 M-1•s-1。此外，研究了(le)HCA對(duì)蛋白質光(guāng)敏損傷和(hé)輻射損傷的(de)保護，電泳結果和(hé)熒光(guāng)分(fēn)析表明(míng)： HCA不僅可(kě)以有效防止核黃(huáng)素（RF）光(guāng)敏氧化(huà)導緻的(de)蛋白質交聯，也(yě)可(kě)以防止g 射線引起的(de)蛋白質損傷。爲了(le)弄清HCA的(de)保護機理(lǐ)，采用(yòng)動态光(guāng)解的(de)方法對(duì)核黃(huáng)素激發三重态與溶菌酶和(hé)HCA間的(de)反應進行了(le)研究，測得(de)了(le)溶菌酶和(hé)HCA猝滅核黃(huáng)素激發三重态的(de)反應速率常數爲0.4- 2.8´109 M-1•s-1。通(tōng)過分(fēn)析動态和(hé)穩态光(guāng)解兩方面的(de)結果以及不同濃度的(de)HCA的(de)保護作用(yòng)，初步闡明(míng)了(le)抗氧化(huà)機理(lǐ)：當HCA濃度較大(dà)時(shí)，在ROS或氧化(huà)性三線态進攻蛋白質之前，抗氧化(huà)劑可(kě)以直接清除它們從而保護蛋白質；當抗氧化(huà)劑濃度很低時(shí)，通(tōng)過修複受損傷的(de)蛋白質分(fēn)子來(lái)減少蛋白質的(de)損傷。 在266 nm激光(guāng)的(de)作用(yòng)下(xià)，褪黑(hēi)激素（ML）可(kě)以發生光(guāng)電離生成陽離子自由基（ML•+），也(yě)可(kě)被激發産生激發三重态（3 ML*），研究了(le)SO4•_、RF激發三重态與ML間的(de)電荷轉移反應，測得(de)了(le)相應的(de)反應速率常數。同時(shí)還(hái)研究了(le)ML清除ABTS 陽離子自由基（ABTS•+）的(de)能力，并與其它抗氧化(huà)劑進行了(le)比較，結果表明(míng)ML的(de)抗氧化(huà)能力比Vc 和(hé)Trolox C強。在此基礎上，進一步研究了(le)ML對(duì)蛋白質光(guāng)敏氧化(huà)的(de)保護，發現ML可(kě)以阻止光(guāng)敏氧化(huà)導緻的(de)蛋白質的(de)交聯和(hé)酶活性下(xià)降，自旋捕捉的(de)ESR結果顯示：ML的(de)加入使反應體系中的(de)蛋白質自由基減少，ML也(yě)可(kě)有效猝滅體系中産生的(de)單線态氧。 研究了(le)沒食子酸（GA）的(de)水(shuǐ)溶液和(hé)乙腈溶液的(de)瞬态産物(wù)。實驗結果表明(míng)最大(dà)吸收波長(cháng)位于320 nm的(de)瞬态物(wù)種是沒食子酸的(de)激發三重态(3GA*),分(fēn)别測得(de)了(le)水(shuǐ)溶液和(hé)乙腈溶液中3GA*的(de)衰減速率。觀察到了(le)3GA* 和(hé)b-胡蘿蔔素之間的(de)能量轉移，并測得(de)能量轉移速率常數。在光(guāng)解過程中，GA發生光(guāng)電離，以KI爲參比，測出在室溫下(xià)，它的(de)光(guāng)電離量子産額爲0.12。 355 nm的(de)激光(guāng)激發硫雜(zá)蒽酮衍生物(wù)（TXs）的(de)乙腈/水(shuǐ)溶液産生TXs激發三線态(3TXs*)。3TXs*在590 nm處有特征吸收。3TXs*可(kě)以被O2和(hé)自身基态猝滅。一些氨基酸可(kě)以通(tōng)過電子傳遞猝滅3TXs*,相關的(de)猝滅反應速率常數已經測知。用(yòng)凝膠電泳研究了(le)3TXs*引發的(de)蛋白質損傷，在有氧和(hé)無氧條件下(xià)均觀察到了(le)明(míng)顯的(de)蛋白質二聚體，但是在無氧情況下(xià)損傷更爲嚴重。這(zhè)說明(míng)TXs光(guāng)敏氧化(huà)蛋白質的(de)過程包括I 型和(hé) II型反應，但以I 型反應爲主。 通(tōng)過上述研究，發現天然抗氧化(huà)劑在光(guāng)照(zhào)下(xià)可(kě)以生成激發三重态，即在特定條件下(xià)天然抗氧化(huà)劑也(yě)可(kě)能損傷生物(wù)分(fēn)子，這(zhè)爲更好的(de)應用(yòng)天然抗氧化(huà)劑提供了(le)參考。
中國科學院上海應用(yòng)物(wù)理(lǐ)研究所
