發(fā)布時(shí)間：2018-01-09 20:19

  本文關(guān)鍵詞：碳納米材料修飾電極研究鋁形態(tài)化合物對幾種生物酶活性的影響　出處：《南京師范大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：鋁在環(huán)境中主要以硅酸鹽和氧化物的形式存在于礦物中,由于近年來酸雨等各種環(huán)境問題使得湖泊、河流、土壤等發(fā)生不同程度的變化,致使鋁從巖石和土壤中溶解出來,以多種可影響生物活性的形態(tài)存在。研究證實(shí),鋁能夠抑制三羧酸循環(huán)和糖酵解過程中各種酶的活性,從而嚴(yán)重阻礙亞細(xì)胞線粒體供能系統(tǒng)正常運(yùn)行。通過多種途徑進(jìn)入人體內(nèi)的鋁會導(dǎo)致一系列疾病,如貧血癥、骨軟化病,尤其是阿爾茲海默癥、帕金森癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。因此,研究鋁元素形態(tài)對人類健康生活有很重要的意義。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)納米顆粒會對自然環(huán)境和人類健康造成許多無法預(yù)計(jì)的潛在威脅,開始越多關(guān)注納米顆粒的安全性問題。本論文采用碳納米管修飾電極研究納米形態(tài)及其他鋁形態(tài)化合物對依賴于輔酶Ⅱ (NADP+/NADPH)的谷胱甘肽還原酶(GR)活性的影響,并利用圓二色譜法研究其相互之間的影響機(jī)制：采用還原型石墨烯修飾電極探究鋁形態(tài)化合物對依賴輔酶Ⅰ (NAD+/NADH)的乙醛脫氫酶(ALDH)和乙醇脫氫酶(ADH)活性的作用,并采用化學(xué)計(jì)算方法作了進(jìn)一步討論。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所述： 1.采用滴涂法制備碳納米管MWNTs/殼聚糖CHIT修飾玻碳電極和還原型石墨烯rGO/CHIT修飾電極,MWNTs/CHIT修飾電極和rGO/CHIT電極分別較為明顯的降低了還原型輔酶Ⅱ (NADPH)和輔酶Ⅰ(NADH)在裸的玻碳電極上的氧化過電位,利用計(jì)時(shí)電流i-t法,通過檢測NADPH和NADH在電極上催化電流的變化情況,分別實(shí)驗(yàn)不同形態(tài)鋁化合物對GR、ALDH、ADH活性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),鋁對GR和ALDH、ADH的活性均具有一定的抑制作用。 2.不同的鋁形態(tài)及溶液pH值,對酶活性影響也不同。當(dāng)緩沖液的pH7時(shí),Al(Ⅲ)對GR、ALDH和ADH活性抑制作用最為明顯,并且隨著體系pH值增大,抑制作用減小。這是因?yàn)槿芤涸谳^低pH下,能夠與GR體系相互作用的Al3+是其主要的存在形態(tài)。相對應(yīng)地,緩沖液的pH接近7時(shí),Al13的存在對GR、ALDH和ADH活性抑制作用最為明顯的酸度條件。這可歸因于此酸度下Al13最穩(wěn)定,而在偏酸和偏堿的條件下由于Al13聚合度降低而導(dǎo)致其不穩(wěn)定。 3.選擇圓二色譜手段研究了Al(Ⅲ)和Al13對GR活性的影響機(jī)制,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Al(Ⅲ)和Al13能夠使得GR的構(gòu)象發(fā)生變化。另外采用熒光光譜和量子化學(xué)計(jì)算等多種手段研究了Al(Ⅲ)和Al13對ADH酶活性改變可能的作用方式和機(jī)制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Al(Ⅲ)和Al13能夠同時(shí)引起ADH和NAD+自身的構(gòu)象發(fā)生變化。量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果表明,Al、F之間的配位作用會導(dǎo)致ADH構(gòu)象的變化。Al(Ⅲ)和Al13誘導(dǎo)引起的NAD+和ADH構(gòu)象變化是引起ADH活性改變的最重要因素。
[Abstract]:Aluminum in the environment mainly exists in the form of silicate and oxide minerals, due to acid rain and other environment makes the lakes, rivers, change in different degrees of soil, resulting in aluminum dissolved out from rock and soil, with a variety of existing biological activity form influence. The research shows that, the aluminum can be a variety of enzymes inhibition of three citric acid cycle and glycolysis activity, which seriously hinder the mitochondrial cell energy supply system to normal operation. Into the body of the aluminum through a variety of ways will lead to a series of diseases, such as anemia, bone softening diseases, especially Alzheimer's disease, Parkinson's disease and other diseases of the nervous system. Therefore, the research of aluminum speciation is very important for human health. It has been found that nanoparticles will cause many potential threats to the natural environment and human health, more attention to The safety problem of nanoparticles. The carbon nanotube modified electrode of nano morphology and other forms of aluminum compounds on NADPH dependent on the glutathione reductase (NADP+/NADPH) (GR) activity, and using the research method of two round chromatography the mutual influence mechanism of the reduced graphene modified electrode probe compounds the forms of aluminum dependence on NAD (NAD+/NADH) aldehyde dehydrogenase (ALDH) and alcohol dehydrogenase (ADH) activity, and the chemical calculation method is further discussed. The experimental results are as follows:
1. by drop coating method for preparing carbon nanotubes MWNTs/ chitosan CHIT modified glassy carbon electrode and reduced graphene rGO/CHIT modified electrode, MWNTs/CHIT modified electrode and rGO/CHIT electrode was obviously reduced by NADPH and NADH (NADPH) (NADH) on a glassy carbon electrode electrochemical oxidation of bare over potential use the current time by I-T method to detect the change of NADPH and NADH in the catalytic electrode current, respectively. Experimental ALDH different aluminum compounds on GR, and influence the activity of ADH. The experimental results show that the aluminum of GR and ALDH, the activity of ADH has certain inhibitory effect.
2. different forms of aluminum and pH value of the solution, effect on enzyme activity is different. When the buffer pH7, Al (III) on GR, ALDH and ADH activity inhibition is most obvious, and with the pH value of the system increased, inhibition decreases. This is because the solution at low pH, and can GR the interaction of Al3+ is the main form. Correspondingly, the buffer pH is close to 7, Al13 to GR, ALDH and ADH inhibitory activity of the most obvious acidity condition. This can be attributed to the acidity of Al13 was the most stable in partial acid and alkali conditions the Al13 degree of polymerization decreased and cause instability.
3. select the circle two chromatography was studied by means of Al (III) and the influence mechanism of Al13 on the activity of GR, the results showed that Al (III) and Al13 can cause conformational changes in the GR. In addition Al was studied by fluorescence spectroscopy and quantum chemical calculation means (III) and Al13 on the activity of ADH to change the mode of action and the possible mechanism, the experiment results show that the Al (III) and Al13 can also cause the conformation of ADH and NAD+'s own change. Quantum chemical calculation results show that Al F, the coordination interaction between.Al leads to changes in the conformation of ADH (III) and Al13 induced NAD+ and ADH conformational change is the cause of the most important ADH activity changes.

【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R3411

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本文編號：1402499