手性除草剂2，4-滴丙酸和异丙甲草胺与生物大分子作用研究

论文摘要

随着科学技术的快速发展,生产水平的高,大量化学物质被研制出来,促进了工农业的发展。这其中有很多是有机染料、化工原料、农药等有毒有害的化学物质。特别是20世纪50年代以来,为提高粮食产量,大量农药被用于农业生产。农药残留于环境中,通过饮食、呼吸、皮肤接触等途径进入机体,与蛋白质、酶、核酸等生物大分子发生直接或间接的作用,从而影响其功能或改变其特性,进而对人体和动物产生危害。鉴于血清白蛋白、DNA等生物大分子的重要生理意义,本论文利用荧光与紫外等光谱技术辅以其他一些方法,分别研究了手性除草剂2,4-滴丙酸（DCPP）与牛血清和人血清白蛋白以及异丙甲草胺与小牛胸腺DNA之间的结合作用,以弄清其它们之间相互作用的机理。本论文的研究工作主要分为两个部分,具体的研究内容与研究结果如下:第一部分:分别研究了R-型、S-型以及外消旋2,4-滴丙酸对牛血清白蛋白和人血清白蛋白内源性荧光的静态猝灭作用,并测定了它们的结合常数。研究结果显示,2,4-滴丙酸与两种血清白蛋白有较强的结合作用,并且在实验所设定的温度范围内,高温有利于2,4-滴丙酸与血清白蛋白的结合。2,4-滴丙酸各对映体与牛血清白蛋白之间存在的结合作用,以S-型对映体的结合能力强最强,外消旋型2,4-滴丙酸的结合能力次之,R-型对映体的结合能力最弱。而对于人血清白蛋白,相同温度下,R-型2,4-滴丙酸更容易与人血清白蛋白结合,外消旋型2,4-滴丙酸次之,S-型的最弱。同步荧光研究两种血清白蛋白结构和功能分析表明,2,4-滴丙酸可能通过分子间的弱作用在Trp214所处的ⅡA亚结构域附近与血清白蛋白发生结合,形成1:1的复合物;热力学研究结果显示,2,4-滴丙酸与血清白蛋白结合过程中疏水作用起着重要的作用,但也可能存在其他作用力。第二部分:研究了除草剂异丙甲草胺S-型对映体和外消旋型体与ctDNA的结合作用。研究结果表明异丙甲草胺是以形成加合物的方式与ctDNA结合的。由于异丙甲草胺是手性分子,不同对映体与DNA结合的强度表现出一定的差异性。相同温度下,S-型异丙甲草胺比外消旋型异丙甲草胺与ctDNA结合的结合常数大,说明S-型异丙甲草胺的空间构型有利于与ctDNA的结合。25℃时,ctDNA对异丙甲草胺及其S-型对映体的结合常数分别为3.51×103L/mol和3.81×103L/mol。通过对不同离子强度条件下异丙甲草胺与ctDNA的作用,以及不同异丙甲草胺浓度下ctDNA的热变性温度和粘度变化的研究,结合紫外光谱和荧光光谱,可以判断异丙甲草胺与ctDNA结合的方式是沟槽作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 环境污染物与生物大分子作用研究进展
• 1.1 前言
• 1.2 污染物与血清白蛋白作用研究
• 1.2.1 血清白蛋白功能及理化性质
• 1.2.2 血清白蛋白的结构
• 1.2.3 小分子与蛋白质相互作用的光谱法研究
• 1.2.4 农药与蛋白质相互作用研究进展
• 1.3 污染物与DNA作用研究
• 1.3.1 DNA的结构
• 1.3.2 DNA的物理化学性质
• 1.3.3 小分子与DNA结合作用模式
• 1.3.4 小分子与DNA结合作用的研究方法
• 1.3.5 污染物与DNA作用研究进展
• 1.4 本论文的研究设想
• 参考文献
• 第二章 2,4-滴丙酸手性对映体与血清白蛋白的结合作用研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 DCPP对BSA及HSA紫外吸收光谱的影响
• 2.3.2 DCPP对BSA及HSA荧光光谱的影响
• 2.3.3 DCPP对BSA及HSA荧光猝灭机理分析
• 2.3.4 作用力类型判断及结合位置分析
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 异丙甲草胺及其S-型对映体与ctDNA作用研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 异丙甲草胺对DNA紫外吸收光谱的影响
• 3.3.2 ctDNA对异丙甲草胺荧光光谱的影响
• 3.3.3 离子强度对ctDNA与异丙甲草胺作用的影响
• 3.3.4 异丙甲草胺对ctDNA热变性温度的影响
• 3.3.5 异丙甲草胺对ctDNA粘度的影响
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 主要结论与研究展望
• 4.1 主要结论
• 4.2 下一步工作展望
• 致谢