本文關(guān)鍵詞：碳原子數(shù)目及官能團(tuán)對有機氟化合物與DNA毒性作用影響的研究

  更多相關(guān)文章： 全氟化合物 氟喹諾酮 DNA 單細(xì)胞凝膠電泳 光譜技術(shù) 基因毒性

【摘要】：近年來,環(huán)境污染問題逐漸成為困擾世界各國發(fā)展的瓶頸,因此,環(huán)境污染與健康的關(guān)系越來越受到人們的關(guān)注。持久性有機污染物(POPs)主要來源于人類生產(chǎn)和生活活動,持久性有機污染物會通過直接或間接的方式干擾生物體的內(nèi)分泌以及生殖、免疫、神經(jīng)系統(tǒng)等,造成嚴(yán)重后果。全氟有機化合物中的PFOS就是一類常見的POPs。 DNA是生物體遺傳信息“譜圖”,與蛋白質(zhì)的合成和遺傳信息的表達(dá)有關(guān),在生物的生命活動中作用顯著。經(jīng)研究報道,持久性有機污染物能夠造成DNA損傷,引發(fā)基因突變、染色體畸變等嚴(yán)重問題,甚至導(dǎo)致惡性腫瘤。研究不同碳原子數(shù)目和官能團(tuán)有機氟化合物對DNA的毒性作用具有非常重要的意義。有機氟化合物,是指分子中全部或部分C-H鍵轉(zhuǎn)化為C-F鍵的有機化合物。目前,最常見的有機氟化合物主要是全氟化合物(PFAAs)及氟喹諾酮類藥物(FQs)兩大類。我們選取全氟戊酸(PFPA)、全氟辛酸(PFOA)和全氟癸酸(PFDA)這三種碳原子數(shù)目不同的PFAAs為研究對象,以小鼠原代肝細(xì)胞和小牛胸腺DNA (ctDNA)為靶物質(zhì),通過體外模擬生理條件,分別從細(xì)胞水平和分子水平兩個層面研究PFAAs引發(fā)DNA損傷的機理,并探究碳原子數(shù)目對PFAAs毒性作用的影響。同時,我們選取恩諾沙星(ENFX)為FQs代表化合物,以小牛胸腺DNA (ctDNA)為靶分子,結(jié)合PFAAs分子毒性機理,探究官能團(tuán)對有機氟化合物毒性機理的影響。論文由以下三部分組成：第一部分：通過細(xì)胞countviability實驗、彗星實驗、8-OHdG含量測定及細(xì)胞ROS水平測定等較系統(tǒng)的研究結(jié)果證實,就任何一種PFAAs而言,PFAAs暴露劑量越大,造成的小鼠肝細(xì)胞DNA損傷越嚴(yán)重,PFAAs對小鼠肝細(xì)胞的毒性存在劑量-效應(yīng)關(guān)系。而在相同染毒濃度下,經(jīng)過三種碳原子數(shù)不同的PFAAs暴露的研究發(fā)現(xiàn),隨著PFAAs中碳原子數(shù)目的增加,各項彗星指標(biāo)值顯著增加,DNA損傷標(biāo)記物8-OhdG含量測定的結(jié)果與彗星實驗一致。證實了PFAAs的碳原子數(shù)目與PFAAs的毒性作用存在正相關(guān)關(guān)系,即碳鏈越長的PFAAs毒性效應(yīng)越明顯。另外,結(jié)合研究結(jié)果推斷小鼠肝細(xì)胞內(nèi)的DNA損傷可能是由于PFAAs引起小鼠體內(nèi)氧化應(yīng)激,導(dǎo)致活性氧物質(zhì)增加,破壞細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡,最終誘發(fā)了DNA的損傷。第二部分：將DNA分子直接暴露于PFAAs下,通過紫外-可見吸收光譜、熒光猝滅光譜、圓二色譜、ITC、分子模擬等實驗方法和手段,在分子水平上探究PFAAs與DNA直接作用機理,建立其作用模型研究發(fā)現(xiàn),PFAAs會導(dǎo)致DNA發(fā)生熒光猝滅,隨著濃度的增多、碳原子數(shù)目的增加,猝滅作用越強烈。通過各種光譜學(xué)及熱力學(xué)手段,我們發(fā)現(xiàn)PFAAs與DNA傾向于以溝槽作用相結(jié)合,并可以通過氫鍵和范德華力的方式加強兩者的溝槽結(jié)合。同時隨著碳鏈長度的增長,結(jié)合作用越強。第三部分：選取與上述PFAAs具有不同官能團(tuán)的FQs代表化合物ENFX,利用紫外-可見吸收光譜、熒光猝滅光譜、磷酸鹽效應(yīng)和鹽效應(yīng)、ITC、熒光壽命、分子模擬等研究技術(shù)和手段,在分子水平上探究ENFX與DNA作用的模式,研究發(fā)現(xiàn),DNA使具有內(nèi)源熒光的ENFX發(fā)生熒光猝滅,隨著DNA濃度的增加,猝滅作用越強烈,以靜態(tài)猝滅模式發(fā)生猝滅。就結(jié)合模式而言,ENFX與DNA傾向于以嵌插作用相結(jié)合,通過氫鍵和范德華力加強相互作用,這主要與ENFX中含有平面共軛芳香環(huán)有關(guān)。本論文的研究結(jié)果表明,有機氟化合物具有明顯的基因毒性,能夠影響DNA結(jié)構(gòu)和功能,毒性存在劑量-效應(yīng)關(guān)系。除此之外,經(jīng)對比研究發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)相似、屬于同系物的有機氟化合物的毒性主要取決于其碳原子數(shù)目,即碳原子數(shù)目越多,毒性作用越強。而結(jié)構(gòu)不同的有機氟化合物,其毒性與官能團(tuán)有關(guān),官能團(tuán)不同會導(dǎo)致有機氟化合物與DNA的作用模式不同。
【關(guān)鍵詞】：全氟化合物 氟喹諾酮 DNA 單細(xì)胞凝膠電泳 光譜技術(shù) 基因毒性
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O621.1
【目錄】：

• 中文摘要11-13
• ABSTRACT13-15
• 符號說明15-16
• 第一章 緒論16-34
• 1.1 有機氟化合物的毒性研究進(jìn)展16-22
• 1.1.1 有機氟化合物的污染研究現(xiàn)狀16-20
• 1.1.2 有機氟化合物的一般毒性機理20-22
• 1.1.2.1 全氟化合物(PFAAs)的毒性機理20-21
• 1.1.2.2 氟喹諾酮類藥物(FQs)的毒性機理21-22
• 1.1.3 有機氟化合物毒性評價中存在的問題22
• 1.2 脫氧核糖核酸(DNA)概述22-26
• 1.2.1 DNA的結(jié)構(gòu)23
• 1.2.2 DNA的物理化學(xué)性質(zhì)23-24
• 1.2.3 DNA與小分子的作用模式24-26
• 1.2.3.1 共價結(jié)合24-25
• 1.2.3.2 長距組裝25
• 1.2.3.3 剪切作用25
• 1.2.3.4 非共價結(jié)合25-26
• 1.3 研究方法與技術(shù)26-31
• 1.3.1 細(xì)胞水平26-28
• 1.3.1.1 細(xì)胞活力測定26-27
• 1.3.1.2 單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)27
• 1.3.1.3 8-OHdG測定27-28
• 1.3.1.4 細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)含量測定28
• 1.3.2 分子水平28-31
• 1.3.2.1 紫外-可見吸收光譜法28-29
• 1.3.2.2 熒光光譜法29
• 1.3.2.3 圓二色譜法29-30
• 1.3.2.4 時間-分辨熒光光譜法30
• 1.3.2.5 等溫量熱滴定法30
• 1.3.2.6 分子對接30-31
• 1.4 論文的研究目的、研究內(nèi)容和研究意義31-34
• 1.4.1 論文的研究目的31
• 1.4.2 論文的研究內(nèi)容31-32
• 1.4.3 論文的研究意義32-34
• 第二章 細(xì)胞水平上探究全氟化合物(PFPA,PFOA,PFDA)對DNA毒性作用的影響34-48
• 2.1 前言34
• 2.2 實驗部分34-40
• 2.2.1 實驗儀器34-35
• 2.2.2 實驗動物35
• 2.2.3 實驗試劑35-36
• 2.2.4 實驗方法36-40
• 2.2.4.1 肝細(xì)胞的獲取36
• 2.2.4.2 細(xì)胞的染毒與培養(yǎng)36-37
• 2.2.4.3 細(xì)胞活力測定37
• 2.2.4.4 單細(xì)胞凝膠電泳法37-38
• 2.2.4.5 細(xì)胞基因組DNA提取38
• 2.2.4.6 8-OHdG含量測定38-39
• 2.2.4.7 細(xì)胞ROS含量的測定39-40
• 2.3 結(jié)果與討論40-46
• 2.3.1 PFAAs對細(xì)胞活力影響的研究40-41
• 2.3.2 單細(xì)胞凝膠電泳41-43
• 2.3.3 PFAAs誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)8-OHdG含量變化的探究43-45
• 2.3.4 PFAAs對細(xì)胞內(nèi)ROS含量變化的探究45-46
• 2.4 小結(jié)46-48
• 第三章 分子水平上探究全氟化合物(PFPA,PFOA,PFDA)對DNA毒性作用的影響48-62
• 3.1 前言48
• 3.2 實驗部分48-51
• 3.2.1 實驗儀器48-49
• 3.2.2 實驗試劑49
• 3.2.3 實驗方法49-51
• 3.2.3.1 熒光發(fā)射光譜49-50
• 3.2.3.2 紫外-可見吸收光譜50
• 3.2.3.3 圓二色譜50
• 3.2.3.4 ITC50
• 3.2.3.5 分子對接50-51
• 3.3 結(jié)果與討論51-59
• 3.3.1 紫外-可見吸收光譜51-53
• 3.3.2 熒光猝滅光譜的探究53-55
• 3.3.3 圓二色譜55-57
• 3.3.4 itc57-59
• 3.3.5 分子對接59
• 3.4 小結(jié)59-62
• 第四章 分子水平上探究恩諾沙星(ENFX)對DNA毒性作用的影響62-76
• 4.1 前言62
• 4.2 實驗部分62-65
• 4.2.1 實驗儀器62-63
• 4.2.2 實驗試劑63
• 4.2.3 實驗方法63-65
• 4.2.3.1 熒光發(fā)射光譜63-64
• 4.2.3.2 紫外-可見吸收光譜64-65
• 4.2.3.3 時間-熒光分辨光譜65
• 4.2.3.4 itc65
• 4.2.3.5 分子對接65
• 4.3 結(jié)果與討論65-74
• 4.3.1 ENFX與DNA相互作用的紫外-可見吸收光譜65-66
• 4.3.2 DNA對ENFX熒光光譜的探究66-68
• 4.3.3 以中性紅為探針,探究ENFX與DNA的結(jié)合方式68-69
• 4.3.4 磷酸鹽效應(yīng)和鹽效應(yīng)69-70
• 4.3.5 itc70-72
• 4.3.6 時間-分辨熒光光譜72-74
• 4.3.7 分子對接74
• 4.4 小結(jié)74-76
• 第五章 主要結(jié)論及研究展望76-80
• 5.1 主要結(jié)論76-77
• 5.1.1 細(xì)胞水平上探究PFAAs對DNA的毒性作用機理76
• 5.1.2 分子水平上探究PFAAs對DNA結(jié)構(gòu)和功能的影響76-77
• 5.1.3 分子水平上探究ENFX對DNA結(jié)構(gòu)和功能的影響77
• 5.2 論文的創(chuàng)新點77
• 5.3 論文不足及研究展望77-80
• 參考文獻(xiàn)80-88
• 致謝88-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研情況90-91
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表91

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙廣超 ,朱俊杰 ,陳洪淵 ,王雪梅 ,陸祖宏;Spectroscopic and Spectroelectrochemical Studies of Interaction of Nile Blue with DNA[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年01期

2 張鵬 ,孟繼本 ,龍江 ,松浦輝男 ,王永梅;Synthesis of Benzo [α]phenoxazin-5-one Derivatives and Their Interactions with DNA[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年05期

3 陳繪麗 ,楊頻;A Novel Cobalt(III) Mixed-polypyridyl Complex: Synthesis, Characterization and DNA Binding[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年12期

4 周莉,李樹蕾,陳輝,黃可欣,聶毓秀;DNA Damage Effect of Mixed Rare Earth Changle Crossing Placenta Barrier on Rat Embryo[J];Journal of Rare Earths;2003年02期

5 陳婧,康敬萬;Interaction between Eu(bpy)_3~(3+) Complex and DNA by Fluorophotometry[J];Journal of Rare Earths;2003年S1期

6 張強;企業(yè)DNA:核心競爭力[J];中國石化;2004年06期

7 ;Interaction between DNA with Complex of Eu~(3+)-Rutin by UV-Visible Spectroscopy and Electrochemistry[J];Journal of Rare Earths;2005年04期

8 周春瓊,鄧先和,楊頻;Interaction of Complex of Europium and Hbbimp with DNA[J];Journal of Rare Earths;2005年05期

9 ;Synthesis of a New Cobalt (II) Complex and its Interaction with DNA[J];Chinese Chemical Letters;2005年04期

10 ;Spectroscopic and Electrochemical Studies of the Interaction Between Fuchsin Basic and DNA[J];Chemical Research in Chinese Universities;2006年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Michael J.Siefkes;Cory O.Brant;Ronald B.Walter;;A novel real-time XL-PCR for DNA damage detection[A];漁業(yè)科技創(chuàng)新與發(fā)展方式轉(zhuǎn)變——2011年中國水產(chǎn)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2011年

2 ;Hormonal Regulation and Tumorigenic Role of DNA Methyltransferase[A];2011中國婦產(chǎn)科學(xué)術(shù)會議暨浙江省計劃生育與生殖醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)年會暨生殖健康講習(xí)班論文匯編[C];2011年

3 Dongmei Zhao;Fan Jin;Yuli Qian;Hefeng Huang;;Expression patterns of Dnmtl and Dnmt3b in preimplantational mouse embryos and effects of in-vitro cultures on their expression[A];中華醫(yī)學(xué)會第十次全國婦產(chǎn)科學(xué)術(shù)會議婦科內(nèi)分泌會場（婦科內(nèi)分泌學(xué)組、絕經(jīng)學(xué)組、計劃生育學(xué)組）論文匯編[C];2012年

4 姜東成;蔣稼歡;楊力;蔡紹皙;K.-L.Paul Sung;;在聚吡咯微點致動下的DNA雜交行為[A];2008年全國生物流變學(xué)與生物力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2008年

5 白明慧;翁小成;周翔;;聯(lián)鄰苯二酚類小分子作為DNA交聯(lián)劑的研究[A];第六屆全國化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

6 張曄;杜智;楊斌;高英堂;;檢測外周血中游離DNA的應(yīng)用前景(綜述)[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會暨首屆生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會論文集[C];2009年

7 周紅;鄭江;王良喜;丁國富;魯永玲;潘文東;羅平;肖光夏;;CpG DNA誘導(dǎo)全身炎癥反應(yīng)綜合征的作用及其機制研究[A];全國燒傷創(chuàng)面處理、感染專題研討會論文匯編[C];2004年

8 ;EFFECTS OF Ku70-DEFICIENT ON ARSENITE-INDUCED DNA DOUBLE STRAND BREAKS, CHROMOSOMAL ALTERATIONS AND CELL CYCLE ARREST[A];海峽兩岸第三屆毒理學(xué)研討會論文摘要[C];2005年

9 李經(jīng)建;冀中華;蔡生民;;小溝結(jié)合方式中的DNA媒介電荷轉(zhuǎn)移[A];第十三次全國電化學(xué)會議論文摘要集（下集）[C];2005年

10 ;The interaction between Levofloxacine Hydrochloride and DNA mediated by Cu~(2+)[A];湖北省化學(xué)化工學(xué)會2006年年會暨循環(huán)經(jīng)濟(jì)專家論壇論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 袁滿;平安：把“領(lǐng)先”作為DNA[N];經(jīng)濟(jì)觀察報;2006年

2 舒放;編織一個DNA納米桶[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報;2006年

3 閆潔;英兩無罪公民起訴要求銷毀DNA記錄[N];新華每日電訊;2008年

4 何德功;日本制成診斷魚病的“DNA書”[N];農(nóng)民日報;2004年

5 本報記者 張巍巍;DNA樣本也能作假[N];科技日報;2009年

6 周斌偉　鄒巍;蘇州警方應(yīng)用DNA技術(shù)一年偵破案件1887起[N];人民公安報;2011年

7 本報記者 楊天笑;揭秘“神探”DNA[N];蘇州日報;2011年

8 第四軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室教授 李福洋;破除法老DNA的咒語[N];東方早報;2011年

9 常麗君;DNA電路可檢測導(dǎo)致疾病的基因損傷[N];科技日報;2012年

10 常麗君;效率和質(zhì)量：“DNA制造業(yè)”兩大障礙被攻克[N];科技日報;2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐陽;基于質(zhì)譜技術(shù)的基因組DNA甲基化及其氧化衍生物分析[D];武漢大學(xué);2014年

2 池晴佳;DNA動力學(xué)與彈性性質(zhì)研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 胡璐璐;哺乳動物DNA去甲基化過程關(guān)鍵酶TET2的三維結(jié)構(gòu)與P暬蒲芯縖D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 馬寅洲;基于滾環(huán)擴(kuò)增的DNA自組裝技術(shù)的研究[D];南京大學(xué);2014年

5 黃學(xué)鋒;精子DNA碎片的臨床意義：臨床和實驗研究[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

6 隋江東;APE1促進(jìn)DNA-PKcs介導(dǎo)hnRNPA1磷酸化及其在有絲分裂期端粒保護(hù)中的作用[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2015年

7 劉松柏;結(jié)構(gòu)特異性核酸酶FEN1在DNA復(fù)制及細(xì)胞周期過程中的功能性研究[D];浙江大學(xué);2015年

8 王璐;哺乳動物中親本DNA甲基化的重編程與繼承[D];中國科學(xué)院北京基因組研究所;2015年

9 齊文靖;染色質(zhì)改構(gòu)蛋白BRG1在DNA雙鏈斷裂修復(fù)中的作用及機制研究[D];東北師范大學(xué);2015年

10 龍湍;水稻T-DNA插入突變?nèi)后w側(cè)翼序列的分離分析和OsaTRZ2的克隆與功能鑒定[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李婷婷;小鼠DNA模式識別重要受體的分子結(jié)構(gòu)特征及其功能研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

2 劉瑞斯;抗癌藥物奧沙利鉑與DNA相互作用的原子力顯微鏡觀察研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

3 熊忠;芳香二肽與一價金屬離子間相互作用及DNA切割活性的研究[D];鄭州大學(xué);2015年

4 王天帥;含DNA嵌入基團(tuán)的新型手性雙核鉑配合物的制備及抗腫瘤生物活性研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 艾曉璐;線粒體DNA D-loop基因多態(tài)性與慢性腎臟病發(fā)病風(fēng)險關(guān)系的研究[D];河北醫(yī)科大學(xué);2015年

6 楊培;石斛、北豆根、肉桂的DNA條形碼鑒定及鐵皮石斛葉綠體基因組研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2015年

7 張小波;基于SNPs標(biāo)記的豬肉DNA溯源研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

8 胡翔宇;五唇蘭居群遺傳結(jié)構(gòu)研究[D];海南大學(xué);2014年

9 黃曉蘋;多苯并咪唑鈷配合物-DNA凝聚體細(xì)胞攝取途徑的研究[D];華中師范大學(xué);2014年

10 李雪;核酸對銅鋅超氧化物歧化酶聚集的調(diào)控作用[D];華中師范大學(xué);2014年

，

本文編號：1005501