农药和DNA相互作用光谱法研究.docVIP

农药和DNA相互作用光谱法研究 　　摘要：综述了光谱方法在农药与DNA相互作用研究中的应用，重点介绍了紫外光谱法、荧光光谱法、圆二色光谱法、红外光谱法、共振光散射和拉曼光谱法等的原理和应用。光谱法不但是研究农药与DNA相互作用的有效工具，同时也可以加强对农药的遗传毒性分子机理的理解。 关键词：光谱法；农药；DNA；相互作用 中图分类号：TQ450.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）01-0005-03 Spectroscopic Analyses on the Interaction of Pesticides and DNA XU Hang-jie，LI Jing，ZHANG Quan，ZHOU Cong，LU Mei-ya，YE Jing-jia （Environmental Science Research Center， Zhejiang University of Technology， Hangzhou 310032， China） Abstract： Analyzing the interaction of DNA and pesticides with spectrometry including ultraviolet-visible absorption spectroscopy， fluorescent spectroscopy， circular dichroism spectroscopy， infrared spectroscopy， resonance light scattering spectroscopy and Raman spectroscopy was reviewed. Results showed that spectroscopy was highly effective and powerful for studing the interaction of DNA and pesticides， and would promote understanding molecular mechanisms of the genotoxicity of pesticides. Key words： spectroscopy； pesticide； DNA； interaction 收稿日期：2013-06-25 基金项目：中国博士后科学基金面上项目（2012M521180） 作者简介：许杭杰（1989-），男，浙江杭州人，在读硕士研究生，研究方向为农药与DNA的相互作用，（电话）0571电子信箱） xuhj-tobe-ceo@163.com；通讯作者，张 全，博士，（电子信箱）quanzhang@。 农药是一类由人类主动投放到环境当中用来防治农作物病虫草害和其他有害生物的药剂的统称。随着社会的发展和农业集约化要求的不断加强，对农药的需求也在不断增加，在今后相当长的时间内农药的作用是不可替代的。然而大量的事实证明，农药的广泛使用已经成为环境污染的重要原因之一。DNA是生物体的重要组成部分，是生物遗传信息的主要载体。农药能通过饮食、呼吸、皮肤接触等途径进入机体，可能与DNA相互作用后不同程度地导致DNA的结构及其功能的变化，对生物体产生持久性危害[1-4]，进而引发潜在的生态安全和健康风险。因此，关于农药与DNA之间相互作用而导致遗传物质诱变已成为当今研究的热点[5]。 农药与DNA的作用方式主要有三种：非共价键结合、共价键结合和剪切作用。其中非共价键结合又可分为静电结合、沟槽结合和嵌插结合[6]。农药与DNA作用后可能导致DNA构象变化、链聚合或断裂、碱基脱落、碱基被修饰、交联、重组等[7-9]，亦即体系的结构和化学性质会发生一定变化（图1）。人们采用多种方法（生物学方法、光谱法、电化学法和色谱法等）从不同角度探索这些变化，进而判断作用方式和阐述作用机理[10]。本文综述了常用于研究农药与DNA相互作用的光谱方法原理和应用。 1 紫外可见光谱法 紫外可见光谱法是研究农药与DNA相互作用的一种最方便、最常用的技术[11]。小分子与DNA的相互作用会引起吸收带的红移（蓝移）现象或增色（减色）效应。增色效应是DNA双螺旋结构被破坏的结果，减色效应则是DNA分子轴向收缩、构象变化的结果。吸光度减小、吸收带红移以及等吸收点的形成是小分子与生物DNA发生嵌插作用的光谱标志[12]。嵌插作用对DNA的双螺旋结构起稳定作用，可导致熔链温度Tm值增大5～8 ℃，而非嵌插作用的小分子不会使Tm值增大得如此明显。邵华等[11]已采用紫外光谱法研究农药的DNA加合作用，结果表明