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生物体在长期对环境的适应中已形成了自身防御系统,来保护自身的安全。超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)作为抗氧化酶系统成员之一,主要负责清除细胞内外的O(?),在抵御外界逆境胁迫中有相当重要的作用。
为了研究电离辐射对生物体抗氧化酶系统的效应,及外源抗氧化酶的保护和修复能力,本课题首先考察了影响SOD活性测定的因素,发现保存时间对SOD活性影响很大,细胞破碎条件、样品保存温度和保存形式也会影响SOD活性。制成酶液后保存于-70℃冰箱对酶活性影响相对较小;溶菌酶结合超声波清洗机处理能有效破碎细胞。
从细胞存活率、胞内SOD活性、DNA双链断裂水平综合考察了γ辐照对枯草芽孢杆菌的损伤效应以及外源SOD在γ辐照中的保护和修复效应;研究结果表明,受到γ辐照后,枯草芽孢杆菌的存活率和SOD活性随剂量明显下降,DNA双链断裂水平(PR值)不断上升并趋于饱和;γ辐照前、后分别添加外源SOD,均能明显增加细胞耐受性,在800、1400Gy剂量下存活率提升尤为显著;外源SOD可显著减弱DNA双链断裂水平;两种作用方式下的胞内SOD活性变化差异很大,辐照前添加SOD使胞内SOD活性低于对照,辐照后则使SOD活性提高,且改变了SOD随剂量的变化趋势,呈先升高后降低的趋势。
本课题另以紫外线和枯草芽孢杆菌168菌株为模拟对象,系统分析了紫外线对SOD同功酶的效应,建立一种研究辐射对抗氧化酶损伤效应的研究方法。研究结果显示,UV可使胞内SOD总活性下降;SOD同工酶活性随剂量表现为原有条带的消失和新的条带出现,条带强度随剂量减弱;UV对SOD两个同工酶基因的影响不一致,sodA基因在UV刺激下表达减弱:对sodF的影响相对较大,增强了sodF基因的表达,但无明显剂量相关性。
综上所述,通过研究优化出一组对酶活性影响最小的参数并获得了一种进行微生物细胞破碎的简便方法;辐射通过引起DNA双链断裂、抗氧化酶活性降低、自由基累积引发氧化损伤等过程对枯草芽孢杆菌有明显的损伤效应。外源SOD可以减小辐射对细胞的损伤,保护细胞。辐射对抗氧化酶同工酶的效应不同,系统的研究辐射对抗氧化酶的影响才能深入揭示电离辐射的损伤效应。