对乙酰氨基酚对胰蛋白酶、牛血红蛋白和过氧化氢酶毒性的研究

摘要

对乙酰氨基酚是世界上广泛使用的解热镇痛药，按照标准剂量服用对乙酰氨基酚是相当安全的，但是长期服用、混合服用和酒后服用等不当的服用方式则会造成肝衰竭等严重的不良反应。目前关于对乙酰氨基酚毒性作用的研究大多集中在动物实验，代谢过程和统计分析上，尚未从分子水平上阐明对乙酰氨基酚进入体内后对生物大分子结构和功能造成的危害，其毒性作用机理不清楚。
　　 蛋白质是地球上生物体的必要组成部分，参与了细胞生命活动的每一个过程，是生物功能的执行者。各种外源小分子进入生命机体后通常会与蛋白质相互作用而从分子水平上产生危害性。因此，从分子水平上探讨小分子对生物大分子的毒性作用，研究其毒性作用机理，有助于阐明小分子化学物的毒性作用机理，较为全面的评价其毒性。
　　 本论文从分子水平上研究了对乙酰氨基酚对功能蛋白质的毒性作用机理。按照对乙酰氨基酚进入人体后与生物大分子发生作用的先后顺序分别选择胰蛋白酶、牛血红蛋白和过氧化氢酶为靶分子，研究了对乙酰氨基酚对蛋白质的毒性作用机理。论文的研究内容主要包括以下三个部分:
　　 第一部分:利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和圆二色谱等光谱学手段和分子对接技术研究了对乙酰氨基酚和胰蛋白酶的结合模式。通过荧光猝灭现象计算出的热力学参数判断对乙酰氨基酚与胰蛋白酶之间的主要作用力为疏水作用力。二者的紫外吸收光谱与圆二色谱发现对乙酰氨基酚使胰蛋白酶所的处微环境发生了变化，α-螺旋含量升高，胰蛋白酶的骨架结构发生改变;对乙酰氨基酚和胰蛋白酶结合能使胰蛋白酶活性升高。
　　 第二部分:利用多种光谱学手段和分子模拟技术研究对乙酰氨基酚和牛血红蛋白之间的相互作用。实验结果表明，对乙酰氨基酚对牛血红蛋白的荧光猝灭作用是通过静态猝灭所导致;对乙酰氨基酚和牛血红蛋白之间的主要作用力为疏水作用力;生成的复合物能改变血红蛋白的二级结构和酪氨酸、色氨酸残基的微环境;AutoDock软件的模拟结果表明对乙酰氨基酚与牛血红蛋白在中央空穴结合并且与Typ37和Tyr145残基相隔较近。
　　 第三部分:利用荧光光谱技术研究了对乙酰氨基酚和过氧化氢酶的结合模式，结果表明，对乙酰氨基酚对过氧化氢酶的荧光猝灭是静态猝灭，主要作用力是疏水作用力。利用紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱和圆二色谱等手段研究了对乙酰氨基酚和过氧化氢酶结合后导致的蛋白酶结构变化，结果显示复合物的生成导致过氧化氢酶的微环境发生改变，α-螺旋含量降低，骨架结构变松散。
　　 本论文的研究成果表明，对乙酰氨基酚进入人体后可以改变胰蛋白酶、血红蛋白和过氧化氢酶的二级结构，可能对蛋白质的正常生理功能造成影响。为探索对乙酰氨基酚的毒性作用机理研究提供了新的思路。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 污染物的毒理学研究现状

1．1．1 常用的污染物毒性评价方法

1．1．2 本文中的研究方法和实验技术

1．2 对乙酰氨基酚概述

1．2．1 对乙酰氨基酚的应用

1．2．2 对乙酰氨基酚的毒理学研究

1．3 靶分子概述

1．3．1 胰蛋白酶

1．3．2 血红蛋白

1．3．3 过氧化氢酶

1．4 本论文的研究内容和意义

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究意义

第二章 对乙酰氨基酚与胰蛋白酶毒性作用的研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验仪器

2．2．2 实验试剂

2．2．3 实验方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 PA对胰蛋白酶的荧光猝灭光谱的研究

2．3．2 荧光猝灭机制的研究

2．3．3 PA对胰蛋白酶结构的影响

2．3．4 PA对胰蛋白酶活性的影响

2．3．5 分子模拟

2．4 结论

第三章 对乙酰氨基酚与牛血红蛋白毒性作用的研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验仪器

3．2．2 实验试剂

3．2．3 实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 PA对BHb的荧光发射光谱的研究

3．3．2 荧光猝灭机制的研究

3．3．3 PA对BHb结构的影响

3．3．4 分子模拟

3．4 结论

第四章 对乙酰氨基酚与过氧化氢酶毒性作用的研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验仪器

4．2．2 实验试剂

4．2．3 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 PA对过氧化氢酶的荧光猝灭光谱的研究

4．3．2 PA对过氧化氢酶结构的影响

4．4 结论

第五章 全文总结与研究展望

5．1 主要结论

5．1．1 对乙酰氨基酚与胰蛋白酶毒性作用的研究

5．1．2 对乙酰氨基酚与牛血红蛋白毒性作用的研究

5．1．3 对乙酰氨基酚与过氧化氢酶毒性作用的研究

5．2 研究展望

参考文献

致谢

硕士研究生期间发表的学术论文

硕士研究生期间参与完成的科研项目