【摘要】：鋁對(duì)人腦中控制細(xì)胞基本功能的許多酶反應(yīng)的主要過(guò)程具有干擾,因此100多年來(lái)一直被認(rèn)為是一種神經(jīng)毒害試劑。它也是引起一些疾病的主要因素,如老年癡呆病、帕金森癥、軟骨病、貧血等。越來(lái)越多的體外研究表明,鋁能夠抑制三羧酸循環(huán)和糖酵解過(guò)程中酶的活性,因此線粒體細(xì)胞供能系統(tǒng)受到嚴(yán)重的阻礙。近年來(lái),人們發(fā)現(xiàn)納米粒子對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境會(huì)造成許多不可預(yù)料的危害,因此納米粒子的安全性問(wèn)題受到了廣泛的關(guān)注。本論文利用電化學(xué)方法研究了納米形態(tài)及其他各種鋁形態(tài)化合物對(duì)三種依賴(lài)于輔酶I(NAD+/NADH)的脫氫酶活性的影響,并利用熒光光譜和圓二色譜法研究了影響機(jī)制。主要結(jié)果如下： 1.利用碳納米管修飾電極,通過(guò)測(cè)定反應(yīng)中NADH的氧化電流的變化測(cè)定了鋁形態(tài)化合物對(duì)谷氨酸脫氫酶(GDH)、蘋(píng)果酸脫氫酶(MDH)、乙醇脫氫酶(ADH)活性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),鋁對(duì)GDH和ADH的活性具有一定的抑制作用,而對(duì)MDH的活性具有一定的激活作用。 2.不同形態(tài)的鋁對(duì)酶活性的影響不同,且受到pH值的影響。Al(Ⅲ)在pH為6.5時(shí),對(duì)GDH和ADH的抑制作用和對(duì)MDH的激活作用最強(qiáng),而隨著pH的增大,作用減弱,這是由于pH值會(huì)引起Al(Ⅲ)存在形態(tài)的變化,而在較低的pH下,能夠酶體系作用的Al(Ⅲ)成為主要形態(tài)；Al13在pH為7.5時(shí),對(duì)GDH和ADH的抑制作用和對(duì)MDH的激活作用最強(qiáng),在pH6.5和8.5時(shí)作用相似,這可能是由于Al13在pH7.5下最穩(wěn)定,而在偏酸性或堿性條件下聚合度變小所致。 3.運(yùn)用熒光光譜法和圓二色譜法研究了Al(Ⅲ)和Al13對(duì)依賴(lài)于NAD+/NADH脫氫酶活性影響的可能的作用機(jī)制,結(jié)果表明Al(Ⅲ)和Al13能夠引起NAD+和脫氫酶本身的構(gòu)象的變化。當(dāng)Al(Ⅲ)和Al13加入到NAD+-脫氫酶體系中時(shí),Al(Ⅲ)能夠占據(jù)NAD+的活性位點(diǎn)而引起NAD+的構(gòu)象的改變,使得其不容易與脫氫酶發(fā)生作用的折疊式結(jié)構(gòu)增加,從而引起酶活性的改變；Al(Ⅲ)和Al13所引起的脫氫酶的構(gòu)象變化會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的α-螺旋、β-折疊和無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)之間的相互轉(zhuǎn)化,從而影響底物與酶之間的誘導(dǎo)契合,也會(huì)引起酶活性的改變。
【圖文】：

圖1.1鋁刺激植物根部釋放有機(jī)酸(oA)的機(jī)理示意圖}’了’鋁的大量存在還會(huì)導(dǎo)致水生生物如魚(yú)類(lèi)的死亡，其毒性最強(qiáng)的是無(wú)機(jī)單核鋁形態(tài)[27〕。低分子量形態(tài)的聚合反應(yīng)是鋁的主要來(lái)源，在酸堿水體混合區(qū)域中低分子量形態(tài)，而高分子量形態(tài)的作用不大。因此，非平衡體系中鋁的生物毒性的評(píng)價(jià)要考慮形態(tài)分布以及遷移過(guò)程和動(dòng)力學(xué)機(jī)制[28]。此外，還有研究表明，單體鋁和聚合Al(Al，:為主)對(duì)單細(xì)胞綠藻都會(huì)產(chǎn)生一定的毒害作用，而且其毒性大小有介質(zhì)的pH值高低所決定，另外，由于溶液中H十同Al’+也存在絡(luò)合競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，所以與溶液中H+對(duì)鋁形態(tài)的作用相比，生物體表面的酸化效應(yīng)更為重要[2’]。日常飲食[29]人體攝取的鋁主要來(lái)源，;另外還包括藥物成分[30〕和礦山開(kāi)采、冶煉等特殊環(huán)境[3‘】。圖1.2描述了鋁在生物地球化學(xué)中的循環(huán)途徑。在許多國(guó)家水處理的凝結(jié)劑的主要成分是鋁的硫酸鹽，酸雨的日益嚴(yán)重也使環(huán)境中的鋁大量增加。有些病人所服用的藥物中含有鋁的磷酸鹽，而鋁在病人體內(nèi)積聚到危險(xiǎn)的程度就會(huì)削弱腎功能;而如果進(jìn)行長(zhǎng)期的血液透析所用的水中鋁含量過(guò)高也會(huì)提升人體內(nèi)的鋁水平[32]。

圖2.1為制備的晶體的XRD譜圖，表明沉淀物的晶型很好，圖中10.27、5.14和3.43三個(gè)峰與All3硫酸鹽晶體的標(biāo)準(zhǔn)圖譜中的峰很好地對(duì)應(yīng)l26]。 27AINMR核磁圖中(圖2.2)，化學(xué)位移在 63.0ppm處對(duì)應(yīng)于在All3的keggin結(jié)構(gòu)中的中心Al原子的共振峰[27]。眾，

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