【摘要】：環(huán)境與生物的生存息息相關(guān),人類(lèi)對(duì)于生態(tài)環(huán)境的態(tài)度也由不曾關(guān)注到日益的重視。隨著人類(lèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注,中國(guó)也把生態(tài)文明建設(shè)置于重要地位。在一系列環(huán)境污染治理方式方法研究中,科學(xué)家們成功合成了聚天冬氨酸(PASP)這一類(lèi)氨基酸。PASP現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于水處理的方方面面,由于其對(duì)重金屬有良好的絡(luò)合作用,土壤重金屬污染修復(fù)也需要PASP發(fā)揮重要作用,故PASP是一款廣受歡迎綠色產(chǎn)品。目前,重金屬在水體中的毒性修復(fù)也是大家較為關(guān)注的重點(diǎn),但還沒(méi)有學(xué)者研究過(guò)PASP是否可以有效緩解鎘對(duì)于魚(yú)類(lèi)的毒性。為此,本實(shí)驗(yàn)首先測(cè)定了PASP與Cd在斑馬魚(yú)可存活的條件下,可實(shí)現(xiàn)螯合率最大化的最佳配比,設(shè)計(jì)最佳暴露條件并測(cè)定暴露過(guò)程中水環(huán)境Cd的濃度以及PASP對(duì)Cd的螯合率,并在 10 μM 的 Cd,3 μM 的 Cd,10 μM 的 Cd+25 mg/L 的 PASP,和單獨(dú)的25 mg/L的PASP這4個(gè)不同體系下分別將斑馬魚(yú)暴露2天,7天和14天,并與不加任何試劑的空白對(duì)照組進(jìn)行對(duì)比,測(cè)定了斑馬魚(yú)肝組織對(duì)Cd的生物積累、氧化應(yīng)激效應(yīng)、基因表達(dá)、DNA損傷以及細(xì)胞凋亡的情況,和魚(yú)腦組織對(duì)Cd的生物積累、氧化應(yīng)激效應(yīng)、基因表達(dá)、神經(jīng)毒性以及細(xì)胞凋亡的情況,并明確其機(jī)制,主要研究結(jié)果如下:(1)在Cd濃度為10μM,PASP濃度為25mg/L,pH值為7的條件下,PASP對(duì)Cd的螯合率可達(dá)到最佳70%;在10 μM的Cd+25 mg/LPASP的PASP體系中對(duì)斑馬魚(yú)進(jìn)行暴露,水環(huán)境中PASP對(duì)Cd的螯合率也可以達(dá)到這一水平,為后續(xù)斑馬魚(yú)的暴露以及各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定奠定了條件基礎(chǔ)。(2)PASP與Cd的螯合體系可以有效降低斑馬魚(yú)肝組織對(duì)Cd的生物積累。在氧化應(yīng)激方面,10 μM的Cd+25 mg/L PASP體系下,SOD、CAT、GST的活性和MDA的含量變化范圍要么與空白對(duì)照組無(wú)顯著性差異,要么介于10 μM的Cd暴露體系和3 μM的Cd暴露體系之間,說(shuō)明PASP與Cd的螯合可以緩解斑馬魚(yú)肝細(xì)胞的氧化損傷;在DNA損傷方面,相比于單獨(dú)含Cd的暴露體系肝細(xì)胞彗星拖尾嚴(yán)重,尾距長(zhǎng),尾部DNA含量高,Cd+PASP暴露體系肝細(xì)胞彗星少有拖尾現(xiàn)象,尾距和尾部DNA含量均和空白對(duì)照沒(méi)有顯著性差異。在細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)中,Cd+PASP暴露體系也可以有效減少肝細(xì)胞凋亡的現(xiàn)象。(3)PASP與Cd的螯合體系也可以有效降低斑馬魚(yú)腦組織對(duì)Cd的生物積累。在氧化應(yīng)激方面,Cd+PASP暴露體系對(duì)腦組織的GST活性不再產(chǎn)生顯著性影響,SOD、CAT、8-OHdG的活性和MDA的含量也基本沒(méi)有顯著性變化或者變化程度顯著性小于10 μM的Cd暴露體系,說(shuō)明該螯合體系有助于修復(fù)Cd對(duì)斑馬魚(yú)腦細(xì)胞的氧化損傷;在神經(jīng)毒性方面,同樣的,Cd+PASP暴露體系對(duì)腦組織的AChE活性也不再產(chǎn)生顯著性影響,神經(jīng)毒性得到修復(fù);在細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)中,結(jié)果同肝細(xì)胞。綜上,PASP可以有效修復(fù)Cd對(duì)于斑馬魚(yú)的急性毒性。
【圖文】：

聚天冬氨酸（Ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃａｃｉｄ，簡(jiǎn)稱(chēng)ＰＡＳＡ）是一種水溶性氨基酸聚合物［３Ｃ＞］。在逡逑自然界中，ＰＡＳＡ的長(zhǎng)度可達(dá)５０種氨基酸，是一段較大的蛋白質(zhì)片段聚天冬氨酸逡逑的分子結(jié)構(gòu)如圖１－丨所示。截止到２００４年，，沒(méi)有科學(xué)家可以將ＰＡＳＰ從天然物質(zhì)中完逡逑全分離出來(lái)，作為純粹的聚合材料。ＰＡＳＰ都沒(méi)有被科學(xué)家從任何天然來(lái)源中分離出逡逑來(lái)，成為純粹的聚合材料［３２］。直到１９世紀(jì)末，ＨｕｇｏＳｃｈｉｆｆ第一次成功地將天冬氨酸逡逑通過(guò)熱縮聚合反應(yīng)獲得了人工合成的低聚天冬氨酸鈉［３３］。由熱縮聚反應(yīng)得到的ＰＡＳＰ，逡逑其結(jié)構(gòu)主鏈上的肽鍵易受到微生物、真菌等的生化作用而斷裂，ＰＡＳＰ也隨之降解為逡逑二氧化碳和水。目前，聚天冬氨酸在工業(yè)上主要以酸形式和聚天冬氨酸鈉鹽形式生產(chǎn)。逡逑ａ邋型－＾—Ｎｉｌ—ＣＨ邋—邋ＣＯ邐0逡逑ＣＨｊＣＯＯＨ逡逑３邋ｆＪ邋—ｈ—ＮＨ—（邋Ｈ邋—邋ｃＨ，邋—ＣＯ—ｊ逡逑Ｃ（Ｘ）Ｈ逡逑圖１－１聚天冬氨酸分子結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ＰＡＳＰ逡逑聚天冬氨酸具有聚氨基酸所共有的特質(zhì)：無(wú)毒、無(wú)公害和可完全生物降解的特性。逡逑４逡逑

１２３４５６７８９逡逑ｐＨ值逡逑圖２－２邋ｐＨ值對(duì)螯合率的影響逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｔｈｅ邋ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｎ邋ｃｈｅｌａｔｅ邋ｒａｔｉｏ邋ｉｎ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｐＨ邋ｖａｌｕｅ逡逑１６逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X171.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 張冉;;聚天冬氨酸在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用初探[J];農(nóng)技服務(wù);2015年02期

2 劉懷珠;楊洪兵;;谷氨酸和天冬氨酸對(duì)高溫脅迫下蕎麥幼苗的生理效應(yīng)[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年01期

3 和歡芹;侯永江;何麗;國(guó)潔;楊翠花;李薇;蔡玉喜;程俊杰;郝彥龍;;改性聚天冬氨酸的緩蝕性能及機(jī)理研究[J];工業(yè)水處理;2012年05期

4 宋志慧;王慶偉;;Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)脅迫對(duì)斑馬魚(yú)抗氧化酶活性的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年08期

5 劉迪秋;葛鋒;陳朝銀;李忠;梁宏偉;鄒桂偉;;重金屬銅、鎘對(duì)鯽肝臟基因表達(dá)的影響[J];中國(guó)水產(chǎn)科學(xué);2010年06期

6 賴(lài)?yán)と?馬政生;;聚天冬氨酸的合成及對(duì)含鎘廢水的去除研究[J];水處理技術(shù);2010年02期

7 楊自軍;;鎘的污染及對(duì)動(dòng)物的危害與防治[J];中國(guó)動(dòng)物保健;2008年05期

8 方一豐;鄭余陽(yáng);唐娜;蔡蘭坤;;生物可降解絡(luò)合劑聚天冬氨酸治理土壤重金屬污染[J];生態(tài)環(huán)境;2008年01期

9 可欣,李培軍,鞏宗強(qiáng),尹煒,蘇丹;重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)中有關(guān)淋洗劑的研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)雜志;2004年05期

10 任繼平,李德發(fā),張麗英;鎘毒性研究進(jìn)展[J];動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào);2003年01期

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1 王婧;鎘誘發(fā)氧化應(yīng)激相關(guān)毒性效應(yīng)與機(jī)理的研究[D];山東大學(xué);2016年

2 王明華;鎘、鎳在海洋浮游食物鏈上的傳遞及其生理生化效應(yīng)[D];廈門(mén)大學(xué);2007年

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1 劉拓;聚天門(mén)冬氨酸對(duì)潮土中汞環(huán)境行為的影響及其機(jī)制研究[D];北京化工大學(xué);2017年

2 竇巧惠;聚天冬氨酸對(duì)銅、鎘復(fù)合脅迫下番茄的緩解效應(yīng)[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

3 狄穎穎;藥用聚天冬氨酸材料的開(kāi)發(fā)[D];河北大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2588092