天然抗氧化劑對(duì)蛋白(bái)質氧化損傷的保護
發布時(shí)間：2015-03-20 浏覽量：177
作(zuò)者: 朱紅(hóng)平
關鍵詞: 活性氧; 自(zì)由基; 抗氧化劑; 蛋白(bái)質; 光敏氧化
中文(wén)摘要: 生物體在正常的新陳代謝(xiè)活動中會(huì)産生活性氧自(zì)由基（ROS），外(wài)界因素也(yě)可以導緻ROS的産生。一定量的ROS在細胞信号轉導和(hé)抑制細菌侵入中發揮重要作(zuò)用(yòng)，但(dàn)是過多的ROS能(néng)損傷DNA、蛋白(bái)質和(hé)脂類等生物分子。研究表明(míng)：衰老(lǎo)和(hé)許多疾病都與蛋白(bái)質的氧化有關。生物體内有酶和(hé)非酶抗氧化系統控制和(hé)修複自(zì)由基所造成的損傷。經常攝入富含抗氧化劑的食物可以減少心腦(nǎo)血管等疾病的發生率。本論文(wén)介紹了(le)硫雜(zá)蒽酮衍生物（TXs）光敏氧化蛋白(bái)質的研究結果和(hé)天然抗氧化劑的抗氧化性質動力學研究結果，探讨了(le)蛋白(bái)質光敏氧化的機理(lǐ)以及抗氧化劑保護蛋白(bái)質氧化損傷的機理(lǐ)。主要結果如下(xià)： 利用(yòng)動态（納秒級激光光解瞬态吸收光譜）和(hé)穩态相結合的方法，研究了(le)四種羟基肉桂酸衍生物（HCA）的抗氧化性質。實驗結果表明(míng)最大(dà)吸收波長位于360 nm的瞬态物種是羟基肉桂酸衍生物的酚氧自(zì)由基。SO4•_可以氧化HCA産生HCA酚氧自(zì)由基，反應速率常數爲2.0-3.9´109 M-1•s-1。HCA可以猝滅二苯甲酮三線态，測得其猝滅速率常數爲4.3-7.8´109 M-1•s-1。此外(wài)，研究了(le)HCA對(duì)蛋白(bái)質光敏損傷和(hé)輻射損傷的保護，電泳結果和(hé)熒光分析表明(míng)： HCA不僅可以有效防止核黃素（RF）光敏氧化導緻的蛋白(bái)質交聯，也(yě)可以防止g 射線引起的蛋白(bái)質損傷。爲了(le)弄清HCA的保護機理(lǐ)，采用(yòng)動态光解的方法對(duì)核黃素激發三重态與溶菌酶和(hé)HCA間的反應進行了(le)研究，測得了(le)溶菌酶和(hé)HCA猝滅核黃素激發三重态的反應速率常數爲0.4- 2.8´109 M-1•s-1。通過分析動态和(hé)穩态光解兩方面的結果以及不同濃度的HCA的保護作(zuò)用(yòng)，初步闡明(míng)了(le)抗氧化機理(lǐ)：當HCA濃度較大(dà)時(shí)，在ROS或氧化性三線态進攻蛋白(bái)質之前，抗氧化劑可以直接清除它們從(cóng)而保護蛋白(bái)質；當抗氧化劑濃度很(hěn)低(dī)時(shí)，通過修複受損傷的蛋白(bái)質分子來(lái)減少蛋白(bái)質的損傷。 在266 nm激光的作(zuò)用(yòng)下(xià)，褪黑激素（ML）可以發生光電離生成陽離子自(zì)由基（ML•+），也(yě)可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間的電荷轉移反應，測得了(le)相應的反應速率常數。同時(shí)還研究了(le)ML清除ABTS 陽離子自(zì)由基（ABTS•+）的能(néng)力，并與其它抗氧化劑進行了(le)比較，結果表明(míng)ML的抗氧化能(néng)力比Vc 和(hé)Trolox C強。在此基礎上(shàng)，進一步研究了(le)ML對(duì)蛋白(bái)質光敏氧化的保護，發現(xiàn)ML可以阻止光敏氧化導緻的蛋白(bái)質的交聯和(hé)酶活性下(xià)降，自(zì)旋捕捉的ESR結果顯示：ML的加入使反應體系中的蛋白(bái)質自(zì)由基減少，ML也(yě)可有效猝滅體系中産生的單線态氧。 研究了(le)沒食子酸（GA）的水(shuǐ)溶液和(hé)乙腈溶液的瞬态産物。實驗結果表明(míng)最大(dà)吸收波長位于320 nm的瞬态物種是沒食子酸的激發三重态(3GA*),分别測得了(le)水(shuǐ)溶液和(hé)乙腈溶液中3GA*的衰減速率。觀察到(dào)了(le)3GA* 和(hé)b-胡蘿蔔素之間的能(néng)量轉移，并測得能(néng)量轉移速率常數。在光解過程中，GA發生光電離，以KI爲參比，測出在室溫下(xià)，它的光電離量子産額爲0.12。 355 nm的激光激發硫雜(zá)蒽酮衍生物（TXs）的乙腈/水(shuǐ)溶液産生TXs激發三線态(3TXs*)。3TXs*在590 nm處有特征吸收。3TXs*可以被O2和(hé)自(zì)身基态猝滅。一些(xiē)氨基酸可以通過電子傳遞猝滅3TXs*,相關的猝滅反應速率常數已經測知(zhī)。用(yòng)凝膠電泳研究了(le)3TXs*引發的蛋白(bái)質損傷，在有氧和(hé)無氧條件下(xià)均觀察到(dào)了(le)明(míng)顯的蛋白(bái)質二聚體，但(dàn)是在無氧情況下(xià)損傷更爲嚴重。這(zhè)說明(míng)TXs光敏氧化蛋白(bái)質的過程包括I 型和(hé) II型反應，但(dàn)以I 型反應爲主。 通過上(shàng)述研究，發現(xiàn)天然抗氧化劑在光照下(xià)可以生成激發三重态，即在特定條件下(xià)天然抗氧化劑也(yě)可能(néng)損傷生物分子，這(zhè)爲更好(hǎo)的應用(yòng)天然抗氧化劑提供了(le)參考。
中國科學院上(shàng)海應用(yòng)物理(lǐ)研究所
