论文摘要
二氧化硫（SO2）是最常见的大气污染物之一，也是多数城市大气的首要污染物。以低浓度存在于大气中，高浓度存在于某些工作场所。其毒理学作用已日渐引起人们的广泛注意。现有的关于SO2的研究，主要集中在它所引起的生化指标的改变、遗传毒性、氧化应激及DNA损伤等方面，而关于SO2和SO2衍生物与体外蛋白和体内蛋白的相互作用机理及其氧化损伤机制的研究还鲜见报道。为了探讨SO2和SO2体内衍生物与蛋白质相互作用的分子机制，判断SO2导致蛋白质氧化损伤的动力学机理，为蛋白质和核酸的氧化损伤与疾病的发生、发展、预防、控制、临床诊断提供基础数据。本文对牛血清白蛋白与SO2和SO2衍生物相互作用的荧光光谱和紫外光谱进行了分析，并就SO2衍生物对小鼠不同器官组织蛋白质氧化损伤和核酸的损伤作用进行了研究。1．SO2及其体内衍生物与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用的荧光光谱分析发现SO2气体及其体内衍生物与BSA相互作用结果近乎一致。结果表明，在模拟人体生理条件下SO2及其体内衍生物对BSA的荧光均具有猝灭作用，根据Stern-Volmer方程和Lineweaver-Burk方程，分别计算了不同温度下二者相互作用的结合常数和热力学常数，并据此推断出SO2和SO2衍生物与BSA的结合是一个放热反应，SO2与BSA的作用力类型为疏水作用力和静电作用力，且为静态猝灭过程。计算了SO2和SO2衍生物与BSA结合位点数分别为0．8042和0．9345，表观结合常数分别为KSO2=1．15×104L·mol-1和KSO2衍生物=2．257×103L·mol-1。说明SO2与BSA的结合反应相对较弱，近似只有1个结合位点，这也与加入SO2后BSA的猝灭程度较低相一致。三维荧光光谱分析表明，SO2与BSA相互作用后，BSA所处的微环境发生改变，荧光峰明显蓝移，Stokes位移减小，但荧光峰形状无大的变化，即对其构象的影响不显著。本研究结论说明SO2和SO2衍生物与生物大分子蛋白质BSA相互作用具有一定相似性，这也可以间接证明，SO2进入体内与体液作用会立即转变为体内衍生物亚硫酸盐和亚硫酸氢盐。2．SO2衍生物对小鼠不同组织的蛋白质氧化损伤和DNA-蛋白质交联的影响（1）小鼠体内不同组织器官蛋白质羰基（PCO）的测定结果利用2，4-二硝基苯肼比色法测定不同组织蛋白质羰基含量，以此判断SO2体内衍生物对蛋白质的氧化损伤程度。结果表明，SO2衍生物可导致小鼠心、肝、肺、脾、胃蛋白质氧化损伤，其损伤程度与SO2衍生物浓度之间有明显的剂量-效应关系。当注射SO2衍生物的浓度为0．025 g·kg-1bw时，肝组织蛋白质的羰基含量显著升高（P<0．01）；肺、心组织蛋白质的羰基含量显著升高（P<0．05）；脾、胃组织蛋白质的羰基含量虽有升高，但统计检验没有显著性意义。当注射SO2衍生物的浓度为0．1，0．4g·kg-1bw时，心、肝、肺、脾组织蛋白质的羰基含量均为极显著升高（P<0．001），胃组织蛋白质的羰基含量高度显著升高（P<0．01）。（2）小鼠体内不同组织细胞DNA-蛋白质交联（DPC）度的测定结果采用SDS-KCl法测定DNA与蛋白质的交联度，以此判断SO2衍生物对核酸的损伤程度。结果表明，SO2衍生物可导致小鼠心、肝、肺、脾、胃组织DNA损伤，DPC率与染毒剂量之间具有明显的剂量-效应关系，直线相关方程的相关系数均大于0．9。当SO2衍生物的浓度为0．025 g·kg-1bw时，肝组织的DPC率与空白对照相比有极显著升高（P<0．001），肺、胃组织的DPC率高度升高（P<0．01），心、脾中DNA-蛋白质交联率虽有升高，但统计检验没有显著性意义。当注射SO2衍生物的浓度为0．1，0．4 g·kg-1bw时，肝、肺、胃组织DNA-蛋白质交联率均呈现极显著升高（P<0．001），心、脾组织DNA-蛋白质交联率显著升高（P<0．01）。（3）结论综上所述，SO2衍生物腹腔注射可导致小鼠心、肝、肺、脾、胃5个器官中蛋白质羰基含量增加和DNA-蛋白质交联率上升，且规律一致，均呈现明显的浓度-效应关系，说明SO2衍生物可引起蛋白质氧化损伤和DNA损伤，为SO2是一种全身性毒物的观点提供了基础实验依据。