【摘要】：近年來(lái),隨著環(huán)境保護(hù)力度的加大,一些常見(jiàn)的環(huán)境污染物被人們所了解,鄰苯二甲酸酯類(lèi)塑化劑是其中的一類(lèi),然而社會(huì)公眾對(duì)其毒理危害還不大清楚。有報(bào)道指出這類(lèi)塑化劑有潛在的致癌、致畸、致突變作用,同時(shí),作為一類(lèi)內(nèi)分泌干擾物,它們還具有一定的生殖毒性,如降低男性生育能力,促使女童性早熟等。由于塑化劑在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程大量使用,可能使其殘留在產(chǎn)品中而引起安全風(fēng)險(xiǎn),如2011年在臺(tái)灣一些市售的飲料中塑化劑含量超標(biāo)、2012年大陸某白酒中塑化劑含量超標(biāo),其對(duì)人體造成的危害及其潛在毒性需要引起我們足夠的重視。DNA是重要的遺傳物質(zhì),也是外源小分子化合物的主要作用靶點(diǎn),因此,研究鄰苯二甲酸酯類(lèi)塑化劑與DNA的相互作用機(jī)制,將有助于從分子水平上評(píng)估塑化劑的毒理性質(zhì)。本文在模擬生理酸度條件下(pH 7.4),以小牛胸腺DNA(ctDNA)為體外DNA模型,聯(lián)合運(yùn)用多光譜學(xué)方法、化學(xué)計(jì)量學(xué)、分子模擬以及凝膠電泳技術(shù)研究了鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)和鄰苯二甲酸二異辛酯(DEHP)等3種塑化劑與DNA的相互作用機(jī)制,同時(shí)探討了DMP與羥丙基-β-環(huán)糊精(Hp-β-CD)包合物與ctDNA的相互作用及金屬離子(Ca~(2+)、Cu~(2+)、Mg~(2+))對(duì)DBP與ctDNA相互作用的影響。主要的研究結(jié)果如下:1.聯(lián)合運(yùn)用熒光光譜法、紫外光譜法(UV-vis)及化學(xué)計(jì)量學(xué)多元曲線分辨 交替最小二乘法(MCR ALS),分別研究了DMP、DBP和DEHP與ctDNA之間的相互作用機(jī)制。MCR ALS對(duì)擴(kuò)展的紫外光譜數(shù)據(jù)矩陣解析結(jié)果表明,3種塑化劑均與ctDNA形成了復(fù)合物,并能從高度重疊的紫外光譜中解析得到了各組分的純光譜圖和濃度變化趨勢(shì),從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)過(guò)程的監(jiān)控。熒光猝滅實(shí)驗(yàn)顯示,3種塑化劑的內(nèi)源熒光能被ctDNA較大程度猝滅,并且為靜態(tài)猝滅過(guò)程。計(jì)算得到的熱力學(xué)參數(shù)表明,疏水作用與氫鍵是3種塑化劑與ctDNA結(jié)合的主要驅(qū)動(dòng)力。2.采用粘度測(cè)量、熔點(diǎn)研究、鹽效應(yīng)和單雙鏈實(shí)驗(yàn)研究了DMP、DBP和DEHP與ctDNA的結(jié)合模式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,3種塑化劑均通過(guò)溝槽模式與ctDNA相結(jié)合。紅外光譜和圓二色光譜分析顯示,DMP、DBP和DEHP與ctDNA主要結(jié)合位點(diǎn)為A、T堿基,同時(shí)對(duì)ctDNA的構(gòu)象產(chǎn)生了輕微的擾動(dòng),但并沒(méi)有改變ctDNA原本的B型構(gòu)象。分子模擬顯示,DMP、DBP和DEHP均與DNA(ID:453D)結(jié)合于A T堿基富集的小溝區(qū)域,進(jìn)一步支持了紅外光譜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。DNA損傷實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,DMP、DBP和DEHP沒(méi)有對(duì)質(zhì)粒DNA產(chǎn)生明顯的裂解作用。3.通過(guò)超聲振蕩飽和的Hp-β-CD與過(guò)量DMP混合溶液,再經(jīng)過(guò)濾,旋蒸,凍干,得到包合比為1:1的DMP Hp-β-CD包合物。紅外光譜、圓二色光譜和掃描電子顯微鏡表征證明了DMP Hp-β-CD包合物的形成,并進(jìn)一步研究了DMP Hp-β-CD包合物與ctDNA的相互作用。結(jié)果表明,DMP經(jīng)Hp-β-CD包合后,其與ctDNA結(jié)合強(qiáng)度下降,結(jié)合模式?jīng)]有發(fā)生改變,但結(jié)合區(qū)域由小溝區(qū)轉(zhuǎn)移到DNA的大溝區(qū)。4.Cu~(2+)、Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在使復(fù)合物的熔點(diǎn)、粘度沒(méi)有發(fā)生明顯變化,因此,Cu~(2+)、Ca~(2+)和Mg~(2+)沒(méi)有改變DBP與ctDNA的溝槽結(jié)合模式,但是結(jié)合常數(shù)隨著Cu~(2+)、Ca~(2+)和Mg~(2+)濃度變化有不同程度的影響,這種影響主要?dú)w因于DBP和DNA(主要是堿基和磷酸基團(tuán))與金屬離子結(jié)合的能力的差異。此外,Cu~(2+)、Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在未對(duì)ct DNA構(gòu)象變化有明顯擾動(dòng),但對(duì)DBP與ctDNA結(jié)合位點(diǎn)有一定的干擾。
【圖文】：

DNA 作為內(nèi)源性和外源性的小分子作用靶標(biāo)，主要通過(guò)以下三種非共價(jià)結(jié)合的模式相結(jié)合：（1）靜電相互作用：由于 DNA 外部的磷酸骨架帶有負(fù)電荷，一些具有正電荷的配體一般通過(guò)靜電吸引與 DNA 結(jié)合，這種結(jié)合一般對(duì) DNA 的影響較小（2）嵌插相互作用：對(duì)于有平面結(jié)構(gòu)或類(lèi)似平面結(jié)構(gòu)的有機(jī)小分子，易于嵌插到 DNA 的堿基對(duì)之間，這種結(jié)合往往較為緊密，常對(duì) DNA 造成較大的影響，如 DNA 鏈的斷裂。（3）溝槽相互作用：DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)在其正面與反面形成兩個(gè)溝槽區(qū)域配體通過(guò)與堿基對(duì)的邊緣發(fā)生相互作用，能夠使 DNA 的結(jié)構(gòu)發(fā)生一定程度的改變。在 DNA 與小分子發(fā)生相互作用過(guò)中，常伴隨著熱力學(xué)變化，，根據(jù)焓變（ΔH）熵邊（ΔS）以及吉布斯自由能變化（ΔG），可將相互作用的驅(qū)動(dòng)力歸因?yàn)榉兜氯A力（Van der Waals' force）、氫鍵（hydrogen bonds）、疏水作用（hydrophobinteraction）以及靜電作用（electrostatic interaction）[9,11]。

動(dòng)性和穩(wěn)定性，在自然界中難以降被認(rèn)定為一種環(huán)境污染物[45]。DM長(zhǎng)發(fā)育，并且具有一定的致癌致畸（dibutyl phthalate，簡(jiǎn)稱(chēng) DBP，分子，有優(yōu)良的增塑效果，加入高分子子材料相結(jié)合，并保持相互獨(dú)立的化拉伸性能提高。關(guān)于 DBP 毒理性一定的生殖毒性，可以導(dǎo)致嚙齒類(lèi)少等[48]。2012 年，媒體報(bào)道我國(guó)酒白酒安全性的擔(dān)憂。圖 2.1 鄰苯二甲酸二甲酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：R114

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2537460