克百威与DNA之间作用的光谱学研究.pdf

第25卷,第5期
光谱学与光谱分析
Vl.25,Nc.5,pp739-742
2005年5月
Spectroscopy and Spectral Analysis
May,2005
克百威与DNA之间作用的光谱学研究
张立金,闵顺耕1,李国学2,熊艳梅,孙英
1.中国农业人学理学院,北京100094
2.中国农业大学资源与环境学院,北京100094
摘要利用吸收光谱法和荧光光谱法研究了克山威与 Ct DNA之问的相作用。结果表明, Ct DNA可使克
百威的吸收光谱发生减色以及红移现象; Ct DNA对克百威的发光存在静态的装光猝火。两种光谱都支持克
威是以嵌插方式与 Ct DNA形成两者的加合物。浴剂以及离予强度对于两者加合作用存在不同的影响
主题词机理;克白威; Ct DNA加合物:;紫外;荧光猝灭;插
中分类号:R931.6文献标识码:A
文章编号:1000-0593(2005)5-0739-0
脱氧核糖核酸(DNA)是生物体内主要的遗传物质。一些生理生化过程,所以研究克百威与 Ct DNA之间具体的作
化学物质或其生物代谢物易与DNA形成加合物。由于基因用方式对于了解其体机制具有重要的意义。
突变的表达也遵守中心法则,也即所有貨门、悔及受体的生
物仚成都最终来白于DNA,所以脱氧核酸是化学物质作用1实验部分
」生:物体的早期阶段的一个更重要的靶标,在细胞复制
前,如果形成未被修复或被错误修复的DNA加合物,可导1.1仪器与试剂
致基因突变并成为致癌的关键性步骤2。而化学物质如果对
H立F-4500荧光分光光度计;普析通用仪器公可Tu-
离体DNA具有一定的作用,那么这些化学物质对活体DNA1901型紫外分光光度计;雷磁PHS-3型酸度让。
也公具有一定的作用。因此通过对药物与离体DNA的作用
小牛劇腺DNA( Calf Thymus DNA, Ct DNA)购凵百泰
进行研究而可获得更快捷的药物生:物毒性的筛选方法
生物科技有限责任公可,配成浴液的浓度为250Ag?mL-l
百( Carbofuran)是一种级某酸类高毒杀虫剂,其纯度A2/1=1.9,、浓度用260nm处的吸光度进行确
纯品为白色无气味结帰物?25C在水中的溶解度为700g?定(=6600L.mlI-.cm-),配好后保存于1C的冰箱中
mL;在巾性、酸性介质巾较稳定,在械性中不稳定,温度各川;克威溶液的浓度配为50g?mI.(x=233nm,
与碱性对于水解速度的影啊较大,具有触杀、内吸与?毒作
m=316nm);缓冲溶液用EDTA-Tris,并加入盐胶以调节
用其具体结构如图1。
溶液的pH7.00;其他所用的试剂都为分析纯,实验所用水
都为二次蒸馏水
1.2实验方法
向数人10mL的比色管中分別加入相同体积的冲溶
ig. 1 Structure of carbofuran
液与克威溶液,然后再分别加入不同体积的 Ct DNA溶液,
用水定容,然后将上述各溶液水浴,测其紫外吸收、荧光强
农药化合物在使中很容易造成环境农药线留问趣,这度;向数只10mL.的比色管中分别加入相同体积的缓冲溶
些农药残留会通过食物链而可在生物体内进行富集。克百成液、克门威溶液以及 Ct DNA溶液,然后再分别加入不同体
具有环境激素的效应。而环境激素可作用于细胞核内的核积的乙醇,川水定容,分别测定各溶液的荧光强度
悛或酶系统,州发遗传变异;或与细胞膜上的荷尔蒙结合位
向数只10mL的比色管中加入相同体积的缓冲溶液、克
点形成体-受体复合物并结合在其反应元件上,再通过ヴ威溶液,再分别加入不同体积的 Ct DNA溶液,将比色管
mRNA翻译成蛋白质面表现出拟激素作川而启动?系列的平均分为两组,一組作对照,另一组加入相同体利的氯化钠
收稿口期:2003-11-18,修订口期:2004-03-06
其念项日:农业部农药化学与成用技术軍点井放实验空资金赞助,北京市亜大白然科学基金(8000001)资项日
作者简介:张立金,1974年生,中国农业大学理学院项に研究生X通讯联系人
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光谐学与光谱分析
第25卷
浴液,冂水定容,分别测定各溶液的荧光强度
系,所以有
2结果与讨论
则最终应有
Igl(0-F)/F=ISK+nlg
2.1 CTDNA对克威紫外吸收光谱的影响
利用式(1)対不同温度下的所有荧光强度数据进行处理,得
由于DNA的碱基是许多药物与之结合的位点,如有结到如下关系(见图4)
合就柑应的会导致其特征吸收峰的位移,因而可以根据
Igc DNA
DNA的特征吸收峰是发生:位移而判断化合物是与DNA
-4.4-4.2-4.0
3.8
3.6
3.4
发生了作用
0.8
y=1.0656x+8,89,R2-0.82837℃
y=1.132x+4.1287,R2=0.987737
L_0.9
0.4
y=1.2213x+4.4009,R2=0.94820℃
ig. 4 The quenching function of lg[(f-f)/fl-1gq
270
at different temperature
wavelength
Fig. 2 The effect of on the UV spectrum of carbofuran
图4显示在各温度下作用方程线性关系明业,几荧光猝
c( Ct DNA)/(g),1-→6(0,1020.30,40,50)
火常数K随温度的升高而减小。如将实验数据利用动态猝灭
从图2中可以看出随着克百成溶液中 Ct DNA的逐渐増方程F。/F=1+Ko[Q=1+K、Q]进行处理。可得出
J加, Ct DNA引起克威的吸收光谱的出现减色与较弱的红各温度下的K、≈4~5×10L?mol,而で≈108s10,
移现象,这表明化合物克百成 Ct DNA发生了相互作用。
故K。≈4~5×1"L?(mol?s)-。们实际上各类猝火剂
2.2 ct DNA对克百成荧光光谱的影响
对于荧光分子的K。≈2.0×100L?(mol?s)0,显然实
3说明当克百威溶液屮逐渐增加cDNA时,克百际的灾光猝火常数要大于扩散所控制的K。,所以同样可断
的荧光强度逐渐减絜。这不但说明 ct DNA溶液对丁克百威定此猝灭过程不是动态猝灭而是单一的静态猝灭に:不但如
具有一定的荧光产率存代影响;而H这种明显的光減色效此、随着温度的遂渐?高, Ct DNA上可供结合的位点数日n
应说百成分子的确与 Ct DNA的破基对之间具有较强的也逐渐减少,这也说叨荧光猝灭与结合位点个数关。
作用。
如某这种静态猝灭是出于汹区结合作用或静也作用而引
起的,那么克卢威分子的微观结构不会发生:变化也就不会引
发荧光光谱峰位的红移,因此可以认定克白成分子与ct
DNA发生嵌插而产生了 Ct DNA-克白威加合物2;再者,由
于 Ct DNA是典型的B型结构2,而克百威又具有较人的平
面结构,所以从理论上推测这种作用也应属于嵌插作用。
350
400
Wavelength/nm
4乙醇对于 ct DNA-克吖威加合物的影响
Fig 3 The fluorescent quenching of