光化学介导氧自由基对dna损伤机理研究

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1、-三峡大学硕士学位论文ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofscienceMechanismofDNADamagebyOxyradicalofPhotochemistryGraduateStudent:WangXiaoxing Major:EcologySupervisor:Prof.HuangYingpingChinaThreeGorgesUniversityYichang,443002,P.R.Chin

2、aApril,2011---三峡大学硕士学位论文三峡大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：日期：---I---三峡大学硕士学位论文内容摘要脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleicacid,DNA)，几乎是所有生物的遗传物质基础，被称为“遗传微粒”，能引导

3、生物的发育和生命机能的运作。环境中多种因素(内源性细胞代谢产物、化学药品、毒品、电离辐射、阳光、吸烟及空气污染等)常常会引起机体内细胞DNA双螺旋的解开和断裂，引发DNA损伤。研究表明，自由基是导致DNA损伤的主要因素之一并参与了癌症和衰老进程。太阳光是由紫外光(Ultraviolet,UV,l<400nm)、可见光(Visiblelight,Vis,l=400-780nm)和红外线(Infra-red,IR,l﹥780nm)组成，其中UV含有3.00-5.00%，伴随的光化学产生高活性氧化物种，如羟基自-)或单线态氧(Sing

4、let由基(Hydroxylradical,·OH)、超氧自由基(Superoxideradical,O2×oxygen,1O2)等对生命体DNA具有损伤作用。因此研究光化学介导氧自由基对DNA损伤作用和探讨DNA损伤机理等有助于理解DNA的生命过程，具有研究价值。本论文具体内容如下：1.以小牛胸腺DNA(CalfthymusDNA,DNA)为研究对象，研究了光化学介导氧自由基对DNA氧化损伤和损伤特性。利用生物标准样8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2`-deoxyguanosine,8-OHdG)为内标物，运用高效液相色

5、谱(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)及液相色谱-质谱联用(HPLC-MS/MS)分析方法跟踪DNA氧化损伤过程并对其损伤产物进行了分析，通过电子顺磁共振(EquivalentSeriesResistance,ESR)及光度分析等技术跟踪氧化物种及H2O2相对浓度的变化，探讨了光化学介导氧自由基对DNA氧化损伤机理。2.以鲱鱼精DNA(HerringspermDNA,DNA)为对象，研究了UV(l=200-275nm)辐照纳米二氧化钛(TiO2)介导氧自由基对DNA的光损伤和光化学

6、损伤特性。运用ESR及分光光度法测定光化学对DNA损伤过程中氧化物种及H2O2的变化。表明，UV激发TiO2经一系列反应生成高浓度的O2×-和×OH。结果证明了光化学介导氧自由基对DNA氧化损伤为O2×-和·OH氧化历程，并伴随DNA的深度矿化过程。3.采用负载铁离子的分子筛(Fe/mesoporousmolecularsieves,Fe/MCM–41)为光催化剂，以小牛胸腺DNA为研究对象，在pH4.2条件下研究了Vis照射Fe/MCM–41活化H2O2产生氧自由基对DNA的氧化损伤特性。4.利用三价铋化合物和溴化物为原料制备

7、溴氧化铋(BiOBr)纳米材料光化学材料。以小牛胸腺DNA为对象，分别探究太阳光中不同光源Vis(l=400-780nm)与UV(l=200-275nm)辐照条件下BiOBr光化学介导氧自由基氧化DNA的光损伤特性。结果表明，BiOBr光化学材料在可见光区与紫外光区均有较好的光响应；可见光区---II---三峡大学硕士学位论文BiOBr光化学反应剧烈，介导产生高浓度的×OH和O2×-，致使DNA氧化损伤程度严重；而紫外光辐照BiOBr介导产生×OH，DNA氧化损伤是×OH氧化历程。5.引入抗氧化剂或氧自由基清除剂，如超氧化物歧化

8、酶(Superoxidedismutase,SOD)，在UV(l=200-275nm)辐照纳米二氧化钛(TiO2)介导氧自由基体系，研究了SOD作为DNA损伤抑制剂提高DNA抗辐射及抗氧化能力的拮抗机理。结果表明，SOD能清除光化学过程中产生的O2×-并在一定p