空间辐射蛋白标志物NDPK1表达验证及代谢物分析

摘要

空间环境是具有高真空、弱磁场、温差大、微重力和强辐射的环境。前期研究发现空间的电离辐射是引起空间辐射生物损伤效应的主要因素。为了探索空间环境的生物学效应机制，前期研究中以模式植物水稻为材料，经过第二十颗返回式卫星的空间搭载，采用蛋白质组学手段，筛选出水稻植物受空间辐射环境诱导后易产生强烈差异表达的蛋白分子核苷二磷酸激酶1(NDPK1)，该蛋白参与了催化核苷酸代谢物的反应并参与DNA损伤修复，它可作为水稻空间辐射环境应答的潜在蛋白分子标志物。本论文进一步通过“神舟六号”飞船进行的空间飞行搭载以及地面不同剂量重离子辐射处理水稻种子，利用RT-PCR和双向电泳方法从基因表达和蛋白表达水平分别验证和确认NDPK1作为辐射分子标志物的敏感性和特异性，挖掘基因和蛋白差异表达的幅度与辐射剂量变化间的关系。同时利用超高效液相色谱分析NDPK1酶催化反应的产物在空间辐射前后含量的变化，从代谢功能层面分析空间辐射引起的DNA修复效应。
　　结果发现在基因表达和蛋白表达水平上，无论在验证实验的空间样品还是确认实验的地面模拟水稻样品中，NDPK1均产生了上调表达，并且在蛋白表达水平具有随剂量的增高而表达量增强的趋势，说明该蛋白具有对辐射应答的敏感性和特异性，具有辐射应答标志物的特征。同时该蛋白作为激酶催化的核苷酸代谢反应的产物之一ADP经分析也在空间飞行的样品中出现了含量的增强，进一步提示辐射效应增强了该蛋白酶的活性。NDPK1参与了DNA的损伤修复，更深入印证了空间辐射的DNA损伤效应。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 空间环境及其引起的生物学效应

1．1．1 空间辐射环境

1．1．2 空间辐射环境引起的生物学效应

1．1．3 空间辐射引起水稻蛋白质表达改变

1．2 空间辐射分子标志物研究

1．2．1 辐射标志物的概念及范畴

1．2．2 辐射分子标志物

1．2．3 分子标志物的发现、确认和验证

1．3 核苷二磷酸激酶

1．3．1 核苷二磷酸激酶的发现

1．3．2 核苷二磷酸激酶的功能

1．4 立项依据

1．5 主要研究内容

第2章 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验材料的选取

2．1．2 水稻材料的种植

2．2 实验设备及试剂

2．2．1 实验设备

2．2．2 实验试剂

2．3 实验方法

2．3．1 RT-PCR实验

2．3．2 双向电泳实验

2．3．3 代谢物分析实验

第3章 结果与讨论

3．1 核苷二磷酸激酶NDPK1基因表达水平分析

3．1．1 RT-PCR实验条件的摸索

3．1．2 验证实验

3．1．3 确认实验

3．1．4 本节讨论

3．2 核苷二磷酸激酶NDPK1蛋白表达水平分析

3．2．1 验证实验

3．2．2 确认实验

3．2．3 本节讨论

3．3 核苷酸代谢物含量分析

3．3．1 色谱分离核苷酸代谢物图谱的确认

3．3．2 代谢物特征峰的保留时间分析

3．3．3 代谢物特征峰的峰面积分析

3．3．4 核苷酸标准品保留时间分析

3．3．5 本节讨论

结论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

作者简介