核酸损伤与蛋白质变性的快速检测机制研究.pdfVIP

南昌大学学报(理科版) V01．30 第30卷专辑 Suppl 2006年9月 JournalofNanchangUniversity(NaturalScience) Sept．2006 文章编号：1006一0464(2006)专辑一0955—02 核酸损伤和蛋白质变性的快速检测机制研究 粱敏敏，曲 娜，郭良宏 (中国科学院生态环境研究中心，北京 100085) 中图分类号：0657 文献标识码：A 随着我国工业化程度的提高，大量的化学物质 电化学分子修饰的半导体电极，在可见光照射下，产 进入日常生活。据统计。已经注册的化学物质有 生氧化态的光电分子，可以氧化核酸中的鸟嘌呤。 700万，其中常用物质7万，而且每年还有新合成化核酸受损伤后，双链结构发生变化，鸟瞟呤更容易被 合物1000种。这些物质对人体有潜在的危害，其中氧化，光电流信号增加‘引。这样可以检测机制一产 一些化合物已经被证实具有致突变、致癌、致畸变等 生的结构损伤。还可以利用光电分子电位的不同， 作用。目前评定环境污染物对机体的毒性作用，主 选择性地氧化8一羟基鸟嘌呤，产生特异性光电流 要是通过急性毒性试验、亚急性毒性试验和慢性毒 信号。这样可以检测机制二产生的氧化损伤。 性试验几种动物实验方法进行的。另外还有蓄积试 验、致突变试验、致畸试验和致癌试验等细胞试验方 法。虽然这些实验是目前评估化学物毒性的标准实 验，但它们周期长，人力、物力耗费大，而且无法在分 子水平上准确提供关于化合物结构与毒性关系的信 息。核酸损伤的分子标记物，如DNA加合物和氧化 产物，可以通过色谱一质谱等分离一检测联用技术 准确测量。这个方法要对核酸样品进行前处理，而 2蛋白质变性的快速电化学检测 且需要昂贵的大型仪器。因此，目前急需研究简单、 快速、灵敏的毒性检测方法和传感器技术，发挥生物 蛋白质中有很多氨基酸可以被氧化，其中包括 芯片高通量的优势，对已经存在的和新合成的化学 His，Cys，Tyr，Trpt等。利用合适的电化学指示剂， 物质进行筛选，减少动物毒性试验。 可以选择性地氧化某一个氨基酸。比如，采用锇的 我们正在研究用于化合物生物分子毒性检测的 配合物，可以选择性地氧化Tyr。由于这些氨基酸 电化学芯片传感技术，该技术的特点是：(I)采用电 大部分在蛋白质的内部，电化学指示剂不容易接触。 子检测技术与设备，仪器具有体积小、造价低、便于 氧化反应产生的电流信号较低。如果有毒化合物与 携带等优势。(2)利用自主研究的电化学和光电化 蛋白质作用。引起后者结构的变化，使埋藏的氨基酸 学新型检测方法，灵敏度与常规电化学比较有大幅 暴露，会导致氧化电流的增加。我们的初步实验表 度提高¨．2]。(3)通过层层组装的方式将酶和核酸明，采用这一原理，可以方便的监测牛血清白蛋自在 等生物功能分子有序固定在传感电极表面，生物膜 尿素作用下的变性过程，结果与常规的荧光监测一 结构稳定、可控，响应时间短，动态范围宽。 致…。 1 核酸损伤的光电化学检测 ，●I●●●PreteJt 检测原理：有毒物质经过酶活化后，其代谢物与 8．，．- 41 Proteh 核酸作用，产生核酸损伤。结果之一是加合物的形 UItIelde 成，或部分断链、解链。导致双链结构发生变化。结 果之二是氧化产物8一羟基鸟嘌呤的形成。采用光 收稿