论文部分内容阅读
本论文通过模拟人体生理酸度环境(pH7.4),采用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、圆二色谱和红外光谱技术,研究了几种合成食品添加剂与血清白蛋白、小牛胸腺DNA相互作用的机制,对于深入认识人工合成食品添加剂的毒性机理具有重要的理论意义。本文的主要研究内容和结果概述如下：1.简要介绍了血清白蛋白和DNA的结构、功能和生理特性,并论述了它们与小分子相互作用的研究情况和方法。2.在模拟人体生理酸度条件下,采用荧光猝灭法、紫外-可见吸收光谱法、圆二色谱和红外光谱技术研究了麦芽酚与牛血清白蛋白(BSA)的结合特性。实验结果表明,麦芽酚通过与BSA形成新的复合物使BSA的荧光强度降低；依据van’t Hoff方程计算得到的焓变(△H)和熵变(△S)分别为119.2±0.1kJ·mol-1、757.0±0.4J·mol-1·K-1,表明疏水作用力是麦芽酚与BSA结合的主要驱动力。利用非辐射能量转移理论计算出麦芽酚与BSA的结合距离为3.01nm。位点竞争实验表明麦芽酚在BSA上的结合位点在亚域ⅡA的疏水空腔中(Site Ⅰ)。通过对同步荧光光谱、圆二色谱和红外光谱的分析表明麦芽酚能够改变BSA微环境的极性,使BSA的构象发生变化。3.以人血清白蛋白(HSA)为蛋白模型,在pH7.4的Tris-HCl缓冲溶液中,运用多种光谱技术研究了苋菜红与HSA的作用机制及苋菜红诱导HSA构象的变化。结果显示,苋菜红通过静态猝灭方式影响了HSA的荧光特性,两者间的主要作用力是氢键和疏水作用力。蛋白变性实验和竞争实验的结果显示HSA的Site Ⅰ位是苋菜红在蛋白上的结合位点。疏水性探针(8-苯氨基-1-萘磺酸,ANS)结合荧光滴定实验发现,苋菜红与HSA的结合增加了HSA的疏水性。圆二色谱和红外光谱研究表明,苋菜红的存在诱导了HSA的构象发生变化,导致α-螺旋含量减少,降低了HSA的稳定性。4.在生理酸度下,以溴化乙锭(EB)为探针,运用荧光、紫外-可见吸收光谱、圆二色谱和红外光谱法并联合熔点实验及粘度测定,研究了小牛胸腺DNA(ctDNA)与合成的食品抗氧化剂丁基羟基甲苯(BHT)的结合模式和结合区域。结果显示,BHT能够降低ctDNA-EB的荧光强度,使ctDNA的紫外吸收光谱发生减色和红移现象,显著地增加ctDNA的熔点和粘度。这些结果表明两者发生了嵌插结合。圆二色谱和红外光谱的分析表明BHT并没有使ctDNA的B型构象发生改变, BHT主要与ctDNA的A-T碱基对发生结合。5.在pH7.4的Tris-HCl缓冲溶液中,以吖啶橙(AO)为探针,采用荧光、紫外-可见吸收和圆二色谱法结合熔点及粘度测定,研究了食品防腐剂苯甲酸钠(SB)与ctDNA的作用机理。同时,引入化学计量学多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)解析了扩展的紫外吸收光谱的数据矩阵,获得反应体系中的目标组分SB、ctDNA和ctDNA-SB的相对浓度变化趋势图及其纯吸收光谱图,结果显示SB与ctDNA发生了结合并形成新的复合物。此外,SB能够通过静态猝灭机理猝灭ctDNA-AO的荧光,ctDNA的熔点和粘度增加以及圆二色谱信号的变化证实了SB与ctDNA发生嵌插结合。6.在pH7.4缓冲溶液中,采用化学计量学平行因子分析法(PARAFAC)结合三维同步荧光光谱法对食用色素靛蓝(IC)与ctDNA的相互作用模式进行了评估。PARAFAC成功地解析了IC与EB竞争结合ctDNA的三维同步荧光数据,得到了目标组分IC、EB、ctDNA-EB的平衡浓度变化趋势图和纯光谱图,表明IC能嵌入到ctDNA的双链中,置换出与ctDNA结合的EB。此结果也得到了ctDNA单双链实验、熔点和粘度测量结果的佐证。