饮用水消毒副产物三溴甲烷及金属离子与DNA、蛋白质的作用研究

【摘要】： 饮用水在氯化消毒过程中产生大量的消毒副产物(disinfection by-products，DBPs)，这些消毒副产物大部分是有机卤代物。本文选择其中的三溴甲烷作为研究对象，采用紫外-可见光光谱和荧光光谱分析法，研究三溴甲烷与生物大分子-DNA、蛋白质(牛血清白蛋白(BSA)、牛血红蛋白(Hb))之间的相互作用，分别探讨了三溴甲烷与遗传物质DNA的作用机制，以及三溴甲烷引起牛血清白蛋白和血红蛋白的荧光猝灭机制，并测定了三溴甲烷与DNA、BSA及Hb的结合常数和结合位点数。由于蛋白质的天然荧光主要来自色氨酸(Trp)，因此本文还研究了三溴甲烷对色氨酸的荧光猝灭作用。结果表明，三溴甲烷对DNA体系有减色效应并伴随光谱红移，说明三溴甲烷与DNA间有较强的结合作用(结合常数K=4．242×10~3L·mol~(-1))，并且DNA链提供2个结合位点与之结合，可能与DNA链中碱基基团结合。三溴甲烷与牛血清白蛋白及牛血红蛋白的荧光猝灭都属于静态猝灭，通过测定三溴甲烷与两种蛋白质的结合常数表明，三溴甲烷与牛血清白蛋白的结合常数比与牛血红蛋白的结合常数要大，可能由于这两种蛋白质结构不同所致。同时，三溴甲烷可猝灭色氨酸的荧光，因而三溴甲烷可能是改变了这两种蛋白质中色氨酸的微环境而引起蛋白质荧光猝灭。 为进一步认识金属离子存在对三溴甲烷与DNA、蛋白质相互作用的影响，本文还研究了Cd(Ⅱ)离子与DNA、牛血清白蛋白和牛血红蛋白以及色氨酸之间的相互作用。结果表明了，镉离子可以与DNA形成1：1的加合物，结合位点可能是磷酸基团，但结合较微弱；镉离子对牛血清白蛋白的荧光猝灭是静态猝灭，而对牛血红蛋白则是荧光敏化的过程，镉离子与二者的作用机制、结合部位都不相同，可能由这两种蛋白质的结构不同所致。 在分别研究了三溴甲烷、金属离子与DNA、蛋白质二元作用的基础上，本文还测定了三溴甲烷-DNA-金属离子及三溴甲烷-蛋白质-金属离子的三元作用。结果表明，金属离子Cd(Ⅱ)可以增强三溴甲烷与DNA的结合作用，当二者复合存在时能够增强三溴甲烷对机体的毒作用。金属离子Cd(Ⅱ)均可以使三溴甲烷同牛血清白蛋白、牛血红蛋白球蛋白和铁卟啉的结合常数增大，可能是Cd(Ⅱ)与牛血清白蛋白、牛血红蛋白结合后改变了蛋白质了构象，使三元体系中剩余未结合的三溴甲烷易与蛋白质的结合位点结合。金属离子的存在促进了三溴甲烷同血清白蛋白和血红蛋白的结合，使血清白蛋白增强了对三溴甲烷的储存和运输，并且也影响了血红蛋白的功能。 【关键词】：三溴甲烷 DNA 牛血清白蛋白(BSA) 牛血红蛋白(Hb) 金属离子Cd(II) 紫外吸收光谱 荧光光谱
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU991.25
【目录】：

• 中文摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 综述12-24
• 1.1 饮用水消毒副产物概述12-16
• 1.1.1 饮用水消毒副产物的产生12-13
• 1.1.2 饮用水消毒副产物的形成13-14
• 1.1.3 饮用水消毒副产物的种类14
• 1.1.4 饮用水消毒副产物的危害作用14-16
• 1.2 饮用水中消毒副产物的研究进展16-19
• 1.2.1 饮用水消毒副产物的毒性研究16-18
• 1.2.2 饮用水消毒副产物流行病学的调查研究18
• 1.2.3 饮用水消毒副产物的分布状况18-19
• 1.2.4 饮用水消毒副产物的控制研究19
• 1.3 三溴甲烷的相关研究19-22
• 1.3.1 简述19-20
• 1.3.2 三溴甲烷的性质及毒性20
• 1.3.3 三溴甲烷的研究动态及本文研究的主要内容及意义20-22
• 1.5 本文的研究采用的方法22-24
• 第二章 三溴甲烷同DNA、蛋白质的作用研究24-38
• 2.1 前言24
• 2.2 实验部分24-25
• 2.2.1 仪器与试剂24
• 2.2.2 实验使用液的制备24-25
• 2.2.3 实验方法25
• 2.3 结果与讨论25-37
• 2.3.1 三溴甲烷同DNA的相互作用25-27
• 2.3.2 三溴甲烷与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用27-32
• 2.3.3 三溴甲烷与牛血红蛋白(Hb)的相互作用32-34
• 2.3.4 三溴甲烷与色氨酸(Trp)的相互作用34-37
• 2.4 结论37-38
• 第三章 金属离子Cd(II)与DNA、蛋白质的作用研究38-48
• 3.1 前言38
• 3.2 实验部分38-39
• 3.2.1 仪器与试剂38
• 3.2.2 实验使用液的制备38-39
• 3.2.3 实验方法39
• 3.3 结果与讨论39-47
• 3.3.1 Cd(II)同DNA的相互作用39-41
• 3.3.2 Cd(II)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用41-43
• 3.3.3 Cd(II)与血红蛋白(Hb)的相互作用43-45
• 3.3.4 Cd(II)与色氨酸(Trp)的相互作用45-47
• 3.4 结论47-48
• 第四章 金属离子Cd(II)对三溴甲烷与DNA、蛋白质结合的影响48-56
• 4.1 前言48
• 4.2 实验部分48-49
• 4.2.1 仪器与试剂48
• 4.2.2 实验方法48-49
• 4.3 结果与讨论49-55
• 4.3.1 Cd(II)对三溴甲烷同DNA结合的影响49-51
• 4.3.2 Cd(II)对三溴甲烷与牛血清白蛋白(BSA)结合的影响51-53
• 4.3.3 Cd(II)对三溴甲烷与牛血红蛋白(Hb)结合的影响53-55
• 4.4 结论55-56
• 总结论56-57
• 参考文献57-65
• 致谢65-66
• 附录66-68
• 攻读硕士学位期间已发表的论文66-67
• 个人简况及联系方式67-68

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