试析水分子簇结构及其振转运动对生物大分子活性的影响

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1、霈焉需稔⑧天孝大薯中国近代第所大学硕士学位论文学科专业：化学工稗作者姓名：姚瑶指导教师：赵林教授天津大学研究生院2D05年12月中文摘要水是地球上存在数量最多的分子型化合物，它在生命体中具有多种重要的功能，并且在生命大分子的结构及活性方面也起着非常特殊的作用，因此，水分子簇结构与生物学作用引起了科学家的广泛关注，并逐渐成为簇科学研究领域中的一个热点。但是由于实验仪器和研究方法的局限。水分子与生物大分子的相互作用难于观察，水分子的生物学功能尚不十分明确。本文通过外加磁场、冷冻、加入络合金属离子的方法改变水分子的团簇结构，比较了这些作用的效果，分析了其作用机

2、理，并且将磁化水应用于肺癌细胞株A549的体外培养和卵清蛋白的溶解，用MTT比色法绘制细胞生长曲线，研究了不同水分子团簇结构对于癌细胞生物活性的影响，此外，本文比较分析了磁化水和普通水溶解得到的蛋白质溶液的1HNMR结构的异同。实验证明，磁场作用使水的缔合度大大降低，单个水分子的百分含量增加，并在磁场中获得的能量，转动加速，从而水分子的导电能力增强，其电导率增加。冷冻作用也使水电导率的增加，其作用原理为在液．固和固．液相变过程中能量的变化引起氢键的大量断裂与重组，造成水分子系统中小团簇甚至单个水分子的形成，所以水的电导率有所增加。由于粒子的诱导作用，水分

3、子与锌离子间通过缔合、离解和协同机理相互作用结合成六聚水分子簇，体系中水分子的有序性增加，表现为电导率增强。磁化水培养的细胞其指数增生期生长速率比普通水培养的细胞指数增生期生长速率快，原因可能为磁化水具有较高的能量，也具有较强的渗透性和对可溶性无机盐的溶解能力。在高细胞浓度的情况下，培养基的影响更大。磁化水的强溶解能力和高能量使得它更多的加入到蛋白质分子之间，使蛋白质的结构变得疏松。磁化水溶解后冷冻干燥这一处理过程对于卵清蛋白的结构有较大的影响。关键词：水分子簇生物功能A549卵清蛋白IHNMRABSTRACTWaterisakindofmolecula

4、rcompoundwhichhasthelargestamountallovertheworld．Ithasmanysignificantfunctionsinlifebody．Morescientistshaveputattentionsoilresearchingwatermoleculecluster’sstructureanditsfunctions，whichgraduallybecomesahotspotinsciencefield．Manyfactsindicatedthatwaterplaysapeculiarroleinbiomacro

5、molecule’sfunctionandactivity．Therefore，water’sbiologicalfuctionhasarosenpeple’swidelyattention．But，thefunctionisnotveryclearlybecausewatermoleculeistoosmalltobeobserved．Ttlispaperdeseribcsdifferentwater’seffectoncancercellandprotein’sbioactivityandstructureintermsofchangingwater

6、’sstructure．wecultivatedcellA549anddissolvedproteinovalbuminwithstructurechangedwaterwithmethodsofadditionalmagneticfield、freeze、additionalcomplexmetalionic，inordertoinvestigatewater’sstructure’sefrect．Theresultsprovedthatmagnetizedwater’scomplexdegreehasgreatlydecreased．andthepe

7、rcentageofsinglewatermolecularhaslargelyincreased．Magneticfieldaddedenergyofsinglewatermolecule，andthemoleculerotatedfaster,thereforewatermolecule’selectronicconductionalabilityenhancedandtheconductanceincreased．Freezeprocesshasthesameeffectonwaterconductancewithwhichofadditional

8、magneticfield，andthereasouisthatduringth