环境生物学（南开大学） 第三章 污染物对生物的影响.pptVIP

环境生物学 第三章 污染物对生物的影响 第一节 污染物 在生物化学和分 水平上的影响生化反应 Caswell（1996）：一个水平上发生的过程的机制来自其下一级，而这个过程的结果又在它上一级水平得到体现。 Jagoe（1996）：所有毒性效应都开始于与生物分子的相互作用。 Newman（2003）：如果存在多种污染物，生化上的改变可以为究竟哪一种污染物产生了效应提供有价值的线索。 生化反应：结构改变，形成新化合物，不可逆。 分子作用：结合，改变功能，多数可逆。 防护性反应：免疫（过敏反应）、应激（急）反应 非防护性反应：不能自我调节；过量的情况 第一节 污染物 在生物化学和分 水平上的影响生化反应 一、对生物机体酶的影响 1、酶的诱导 许多环境污染物能诱导生物机体内一些酶活性和含量增加，在这些污染物中，大多属于有毒、有害的有机化合物，如：多氯联苯（PCBs）、多环芳烃（PAHs）、表面活性剂等。 酶诱导的三基因假说：结构（转录mRNA）、操纵（去阻遏，控制转录速度）、调节（形成阻遏蛋白，中止转录） 外源物与阻遏蛋白形成复合物，不能中止转录过程，使酶蛋白合成增加。 第一节 污染物 在生物化学和分 水平上的影响生化反应 a、混合功能氧化酶（MFO） 是污染物在生物体内进行生物转化相Ⅰ过程的关键酶系。 水平 命名法 marker DNA CYP1A1 mRNA CYP1A1 DNA探针 Pr P-4501A1 抗体（ELISA） 酶活性 EROD/AHH 催化检验 第一节 污染物 在生物化学和分 水平上的影响生化反应 b、抗氧化防御系统酶 (1) 超氧化物歧化酶（SOD） 是一类高诱导酶，催化O2ˉ生成H2O2 ，消除活 性氧。 活性氧：带有2～3个电子的分子氧还原产物， 主要有：·OH、 O2ˉ 和H2O2 自由基：带有奇数电子的原子或基团（free radical）。 脂质过氧化：多不饱和脂肪酸与自由基反应，形成脂质自由基。 自由基的损害机制：改变膜结构，膜蛋白变性，攻击DNA 第一节 污染物 在生物化学和分 水平上的影响生化反应 (2) 谷胱甘肽过氧化酶（GPx） 以H2O2 为底物，催化形成H2O ，消除H2O2 (3) 过氧化氢酶（Ct） 只能分解H2O2 c、谷胱甘肽转移酶（GSTs） 是污染物在体内生物转化相Ⅱ过程中的重要酶， 具有许多同工酶。生理作用是与不同的亲电性化合 物或一些相Ⅰ代谢产物结合产生水溶性化合物，易 于排出体外，因此起到解毒作用。 第一节 污染物 在生物化学和分 水平上的影响生化反应 2、酶的抑制作用 与酶的诱导作用相反，一些环境污染物可抑制酶的活性。 普通的情况是：低剂量的环境污染物起诱导作用，高剂量的环境污染物起抑制作用。 酶的抑制作用分为： 不可逆抑制：与酶蛋白的活性中心功能基团不可逆结合。 非竞争性抑制：增加底物浓度，不能使抑制作用逆转。 竞争性抑制：增加底物浓度，抑制作用减弱。 第一节 污染物 在生物化学和分 水平上的影响生化反应 二、对其他生物大分子的影响 1、与受体结合 污染物及其活性代谢产物可直接与生物的膜受体或细胞质受体共价结合，如与糖蛋白、磷脂蛋白或其他特殊蛋白结合，导致化学性损伤，从而影响受体功能，引起一系列生物学反应。 受体（receptor）：能正确识别固有的外界信息，并用适当方式将外界信息转换成生物信息的感受器。 原义：生物体感受外界物理、化学刺激，并转变成神经冲动的感受器。 第一节 污染物 在生物化学和分