饮用水消毒副产物三溴甲烷及金属离子与DNA、蛋白质的作用研究

摘要

饮用水在氯化消毒过程中产生大量的消毒副产物(disinfection by-products，DBPs)，这些消毒副产物大部分是有机卤代物。 本文选择其中的三溴甲烷作为研究对象，采用紫外-可见光光谱和荧光光谱分析法，研究三溴甲烷与生物大分子-DNA、蛋白质(牛血清白蛋白(BSA)、牛血红蛋白(Hb))之间的相互作用，分别探讨了三溴甲烷与遗传物质DNA的作用机制，以及三溴甲烷引起牛血清白蛋白和血红蛋白的荧光猝灭机制，并测定了三溴甲烷与DNA、BSA及Hb的结合常数和结合位点数。由于蛋白质的天然荧光主要来自色氨酸(Trp)，因此本文还研究了三溴甲烷对色氨酸的荧光猝灭作用。 结果表明，三溴甲烷对DNA体系有减色效应并伴随光谱红移，说明三溴甲烷与DNA间有较强的结合作用(结合常数K=4.242×10<'3>L·mol<'-3>)，并且DNA链提供2个结合位点与之结合，可能与DNA链中碱基基团结合。三溴甲烷与牛血清白蛋白及牛血红蛋白的荧光猝灭都属于静态猝灭，通过测定三溴甲烷与两种蛋白质的结合常数表明，三溴甲烷与牛血清白蛋白的结合常数比与牛血红蛋白的结合常数要大，可能由于这两种蛋白质结构不同所致。同时，三溴甲烷可猝灭色氨酸的荧光，因而三溴甲烷可能是改变了这两种蛋白质中色氨酸的微环境而引起蛋白质荧光猝灭。 为进一步认识金属离子存在对三溴甲烷与DNA、蛋白质相互作用的影响，本文还研究了Cd(Ⅱ)离子与DNA、牛血清白蛋白和牛血红蛋白以及色氨酸之间的相互作用。结果表明了，镉离子可以与DNA形成1：1的加合物，结合位点可能是磷酸基团，但结合较微弱；镉离子对牛血清白蛋白的荧光猝灭是静态猝灭，而对牛血红蛋白则是荧光敏化的过程，镉离子与二者的作用机制、结合部位都不相同，可能由这两种蛋白质的结构不同所致。 在分别研究了三溴甲烷、金属离子与DNA、蛋白质二元作用的基础上，本文还测定了三溴甲烷-DNA-金属离子及三溴甲烷-蛋白质-金属离子的三元作用。结果表明，金属离子Cd(Ⅱ)可以增强三溴甲烷与DNA的结合作用，当二者复合存在时能够增强三溴甲烷对机体的毒作用。金属离子Cd(Ⅱ)均可以使三溴甲烷同牛血清白蛋白、牛血红蛋白球蛋白和铁卟啉的结合常数增大，可能是Cd(Ⅱ)与牛血清白蛋白、牛血红蛋白结合后改变了蛋白质了构象，使三元体系中剩余未结合的三溴甲烷易与蛋白质的结合位点结合。金属离子的存在促进了三溴甲烷同血清白蛋白和血红蛋白的结合，使血清白蛋白增强了对三溴甲烷的储存和运输，并且也影响了血红蛋白的功能。

目录

文摘

英文文摘

承诺书

第一章 综述

1.1饮用水消毒副产物概述

1.1.1饮用水消毒副产物的产生

1.1.2饮用水消毒副产物的形成

1.1.3饮用水消毒副产物的种类

1.1.4饮用水消毒副产物的危害作用

1.2饮用水中消毒副产物的研究进展

1.2.1饮用水中消毒副产物的毒性研究

1.2.2流行病学的调查研究

1.2.3饮用水中DBPs的分布状况

1.2.4饮用水中DBPs的控制研究

1.3三溴甲烷的相关研究

1.3.1简述

1.3.2三溴甲烷的性质及毒性

1.3.3三溴甲烷的研究动态及本文研究的主要内容及意义

1.5本文采用的方法

第二章 三溴甲烷与DNA、蛋白质的作用研究

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1仪器和试剂

2.2.2实验使用液的制备

2.2.3实验方法

2.3结果与讨论

2.3.1三溴甲烷同DNA的相互作用

2.3.2三溴甲烷同牛血清白蛋白(BSA)的相互作用

2.3.3三溴甲烷与牛血红蛋白(Hb)的相互作用

2.3.4三溴甲烷与色氨酸(Trp)的相互作用

2.4结论

第三章 金属离子Cd(Ⅱ)与DNA、蛋白质相互作用的研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1仪器与试剂

3.2.2实验使用液的制备

3.2.3实验方法

3.3结果讨论

3.3.1Cd(Ⅱ)同DNA的相互作用

3.3.2Cd(Ⅱ)与牛血清白蛋白的作用

3.3.3Cd(Ⅱ)与牛血红蛋白(Hb)的相互作用

3.3.4Cd(Ⅱ)与色氨酸Trp的作用

3.4结论

第四章金属离子Cd(Ⅱ)对三溴甲烷与DNA、蛋白质结合的影响

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1仪器与试剂

4.2.2实验方法

4.3结果讨论

4.3.1金属离子Cd(Ⅱ)对三溴甲烷-DNA结合的影响

4.3.2Cd(Ⅱ)对三溴甲烷与牛血清白蛋白结合的影响

4.3.3金属离子Cd(Ⅱ)对三溴甲烷与牛血红蛋白结合的影响

4.4结论

总结论

参考文献

致谢

附录