本文選題：電化學(xué)傳感器 + 碳納米材料�。� 參考：《河北大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：細(xì)胞色素P450酶(CYP450)是一種位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的以血紅素為活性中心的酶蛋白超級(jí)家族,參與生物體內(nèi)各種外源性和內(nèi)源性物質(zhì)的代謝過程。目前在人肝臟中發(fā)現(xiàn)了15種CYP450,CYP 2C9是最重要的CYP450亞型之一(約占總CYP蛋白量的20%)。由CYP450 2C9代謝的底物約占總CYP代謝藥物的16%,包括阿米替林,氟西汀,氯沙坦,苯妥英和許多非甾體抗炎藥。CYP450 2C9還催化人肝微粒體中內(nèi)源性底物,如花生四烯酸和亞油酸環(huán)氧化酶的代謝。CYP450在溶液中的代謝均需要電子供體輔酶NADPH的參與,而NADPH價(jià)格昂貴且不易保存,這已成為限制藥物體外代謝研究的一個(gè)因素。因此人們便嘗試將CYP450固定在電極上,用電極替代NADPH為CYP450活性中心提供催化所需要的電子。但是,CYP450酶的活性中心被包埋在蛋白結(jié)構(gòu)中,這使得它與電極之間的電子交換比較困難。因此,人們嘗試使用各種納米材料來加快兩者之間的電子傳遞。在此研究中,我們構(gòu)建了一種基于各碳納米材料的第三代CYP2C9生物傳感器,無需NAD(P)H或任何介體,可以實(shí)現(xiàn)CYP和修飾電極之間的直接電子轉(zhuǎn)移(DET)。此外,我們還研究了CYP2C9對(duì)底物的代謝和藥代動(dòng)力學(xué),并用簡(jiǎn)單廉價(jià)的傳感體系評(píng)估了幾類抑制劑對(duì)CYP2C9活性的影響。第一章:簡(jiǎn)單介紹了電化學(xué)傳感器和CYP450的概念,綜述了酶的固定化方法及酶?jìng)鞲衅鞯母鞣N應(yīng)用。第二章:以SBA-15為模板,乙二胺為氮源,制備了氮摻雜的介孔碳(N-MC)。并以N-MC與納米金(AuNPs)的復(fù)合材料(N-MC/AuNPs)為載體,把細(xì)胞色素P450 2C9酶(CYP2C9)成功地固定在了玻碳電極表面,構(gòu)建了電化學(xué)驅(qū)動(dòng)CYP2C9催化甲苯磺丁脲的體系�；谘h(huán)伏安法研究了CYP2C9與電極之間的電子傳遞機(jī)制,在掃速為0.02-0.5 V s-1時(shí),其電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)為0.26-5.35 s-1。利用安培法測(cè)得CYP2C9對(duì)甲苯磺丁脲催化的表觀米氏常數(shù)為153.67μmol L-1。此外,CYP2C9的抑制劑氯霉素對(duì)甲苯磺丁脲的代謝過程有明顯的抑制作用,其半數(shù)抑制濃度值(IC50)為0.515μM。同時(shí),此復(fù)合材料導(dǎo)電性高、比表面積大以及良好的邊緣效應(yīng),具有優(yōu)異的直接電子轉(zhuǎn)移和生物催化性能,為CYP2C9酶提供合適的微環(huán)境。表明了該體系有望成為電化學(xué)生物傳感器的新平臺(tái)。第三章:通過非共價(jià)修飾和氮原子摻雜方式對(duì)石墨烯進(jìn)行改性,制備了陽離子聚丙烯酰胺功能化氮摻雜石墨烯(CPAM-NG),并將P450 2C9酶固定在滴有此材料的玻碳電極上,成功構(gòu)建了電化學(xué)驅(qū)動(dòng)CYP2C9催化甲苯磺丁脲代謝的傳感體系。利用循環(huán)伏安法研究CYP2C9和電極之間的電子傳遞機(jī)制,其直接電子轉(zhuǎn)移常數(shù)值為1.84 s-1,CYP2C9酶電極對(duì)甲苯磺丁脲有積極的電化學(xué)響應(yīng),表觀米氏常數(shù)值為117.86μM。借助微分脈沖伏安法,進(jìn)一步研究了五種抗抑郁藥物對(duì)CYP2C9催化甲苯磺丁脲的抑制作用,計(jì)算出各半數(shù)抑制濃度,對(duì)研究藥物相互作用及臨床用藥有一定的指示作用。第四章:通過強(qiáng)酸氧化的方式對(duì)多壁碳納米管(MWCNTs)進(jìn)行羧基化,制備了羧基化的多壁碳納米管(COOH-MWCNTs)。把CYP2C9通過靜電作用和共價(jià)鍵合方式固定在COOH-MWCNTs修飾的玻碳電極上,由于該材料具有導(dǎo)電性和生物兼容性良好、在溶液中分散性好的優(yōu)點(diǎn),所以成功構(gòu)建了CYP2C9催化甲苯磺丁脲的電化學(xué)傳感器。用循環(huán)伏安法(CV)研究了電極和CYP2C9之間的電子傳遞機(jī)制,計(jì)算得直接電子轉(zhuǎn)移常數(shù)值為1.62 s-1。該傳感器對(duì)底物甲苯磺丁脲有很好的響應(yīng),在0-256.3μmol L-1范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,表觀米氏常數(shù)為186.37μmol L-1。另外,通過微分脈沖伏安法(DPV)測(cè)定抑制劑氟康唑和西咪替丁對(duì)該過程的半數(shù)抑制濃度(IC50)分別為4.2和17.6μmol L-1,為CYP2C9的中度抑制劑和弱抑制劑。
[Abstract]:Cytochrome P450 2C9 ( CYP450 ) is one of the most important enzymes involved in the metabolism of human liver microsomes . It has been found that CYP450 2C9 is one of the most important CYP450 isoforms ( about 20 % of total CYP proteins ) . In this paper , the inhibitory effect of five antidepressant drugs on p - toluenesulfonylurea was studied by means of cyclic voltammetry ( CV ) .

【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O657.1

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本文編號(hào)：1895343