DNA氧化损伤产物及其检测方法

介绍了DNA氧化损伤对生物体的影响,主要的DNA氧化损伤产物8－羟基鸟嘌呤和5－羟基胞嘧啶的形成及其检测方法,并对目前DNA氧化损伤产物研究存在的问题进行了讨论。     

肝损伤代谢组学模型的构建及其中药提取物水飞蓟宾治疗的评价

利用四氯化碳致肝损伤动物模型,以尿液为样本,采用构建的色谱基线漂移和外源性代谢物信号消除的方法,获得了内源性代谢物总离子流色谱,建立了肝损伤代谢组学模型,该模型表达的四氯化碳致毒特征与组织细胞显微特征和血清学指标一致。当模型动物给予水飞蓟宾治疗时,治疗前的代谢组学分类特征与模型组一致,治疗后与正常对照组一致;代谢组学表征的"治疗后肝损伤回调"特征与肝组织显微成像特征一致,然而血清学指标虽然也明显回调,但还未回调到与正常对照组一致。由此表明,代谢组学疗效评价的灵敏性与"损伤性"的作为"金标准"的组织显微成像一致,而明显高于常规血清学检测。建立的代谢组学模型实现了非损伤、准确、灵敏的中药治疗评价。     

中草药对DNA氧化损伤水平的微分脉冲伏安法测定

采用微分脉冲伏安法(DPV)研究了中草药对脱氧核糖核酸分子(DNA)的损伤效应。在pH 5.0的磷酸盐缓冲液中,采用DPV法研究了8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)在玻碳电极上的伏安行为,发现8-OHdG在+0.5 V电位处产生一灵敏的微分脉冲阳极氧化峰。该氧化峰的峰电流与8-OHdG的浓度在1.0×10-6～7.1×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,r=0.999 8,检出限(S/N=3)为3.5×10-7mol/L。将该方法应用于暴露于浓度均为40 g生药/L的甘草、金樱子、杜仲、半夏、马钱子提取液2 h的小牛胸腺DNA(ctDNA)中8-OHdG的分析,以及连续灌服低剂量和高剂量马钱子提取液30 d的昆明小鼠血中8-OHdG的分析。结果发现甘草、金樱子、杜仲、半夏提取液对ctDNA无氧化损伤作用,马钱子提取液能引起ctDNA氧化损伤形成8-OHdG,平均水平为(3.2±0.2)μmol/L。长期服用低剂量和高剂量马钱子提取液的小鼠,其血液中8-OHdG的平均水平分别为(2.0±0.1)、(5.3±0.3)μmol/L,表明马钱子具有潜在的遗传毒性。     

新型DNA电化学传感器的研制及其用于DNA氧化性损伤检测的研究

用溶胶-凝胶法在玻碳电极上制备了纳米多孔羟基磷灰石(HAp)-聚乙烯醇(PVA)涂层膜固定双链DNA,得到了一种新型DNA电化学传感器,检测了由Fenton反应引起的DNA氧化性损伤.结果表明,一定量浓度的抗坏血酸(AA)能加速Fenton反应的进行,使DNA损伤很快达到极限;损伤试剂中Fe²⁺的浓度越大,产生的羟基自由基(OH.)越多,对DNA的损伤就越严重;损伤试剂中EDTA的浓度越小,溶液中游离的Fe²⁺以及与DNA键合的Fe²⁺的浓度则相对越大,对DNA的损伤也就越严重.     

空气净化产品评价模型的构建

选用甲苯作为目标污染物,采用微量注射泵作为污染物发生装置来对室内空气中污染物的释放过程进行模拟,并测试TVOC清除剂对甲苯的净化效率,构建了空气净化产品的评价模型。3次重复测试TVOC清除剂对甲苯的净化效率均值为21.7%,该污染物发生装置所发生的污染物浓度具有良好的稳定性和重复性。     

用于铝电解电容器CP线的有机防氧化保护剂

我所和电子工业部793厂共同研制的用于铝电解电容器CP线的有机硅防氧化保护液,经过793厂工艺筛选、河南744厂涂敷及电子工业部1915所测试,取得良好的效果。该保护液是一种浅黄色液体,呈微碱性,低粘度,能与水混溶,易起泡沫,不易燃,具有芳香味,主要用于电子产品镀锡铜线和CP线的涂复,具有防氧化、防腐蚀作用,稳定性好,并可作拔丝拉光润滑剂和清洗剂。     

AT1受体的中药活性成分筛选模型及其作用机理研究

传统中药对治疗心血管类疾病疗效显著,例如钩藤、黄芪、益母草等在临床应用广泛.现代药理研究表明钩藤碱可以降压;黄芪中毛蕊异黄酮能舒张血管平滑肌、保护心脑血管;益母草碱可扩张微血管,改善血液流变异常,但它们分子层面作用机制尚不明确.首先以牛视紫红质蛋白为模板,模建出心血管疾病主要靶点AT1受体的三维结构.然后将AT1受体拮抗剂和中药活性成分与受体模型结合的作用方式进行了对比研究,据此提出了中药活性成分治疗心血管疾病的作用机理,并建立了AT1受体的中药活性成分筛选模型.结果表明:黄芪毛蕊异黄酮等中药活性成分能与AT1受体活性口袋中的残基发生氢键作用,结合方式与AT1受体拮抗剂相似.每一种AT1受体拮抗剂均与His183,Lys199,His256,Gln257,Ser105,Ser109,Tyr113,Asn200中多个发生氢键作用;黄芪毛蕊异黄酮与Try113,Lys199,Gln257,Ser105发生氢键作用.本研究从分子层面上阐释了一些中药活性小分子的治病机理,为进一步挖掘中药资源,研究AT1受体相关的心脑血管类药物,合理设计和筛选AT1受体的拮抗剂提供重要依据.     

离心超滤质谱法筛选中药复方二妙丸中黄嘌呤氧化酶抑制剂

采用离心超滤质谱分析技术(UF-UPLC/Q-TOF/MS), 结合体外酶活性实验方法, 对中药复方二妙丸提取物中的黄嘌呤氧化酶抑制剂进行了筛选. 体外酶活性实验测得二妙丸水提液对黄嘌呤氧化酶的半数抑制浓度(IC₅₀)为(0.218±0.0034) mg/mL, 表明二妙丸具有较强的黄嘌呤氧化酶抑制活性. 进一步采用离心超滤质谱技术对二妙丸水提物中潜在的黄嘌呤氧化酶抑制剂进行筛选, 从中筛选并鉴定了9种具有潜在黄嘌呤氧化酶抑制活性的化合物, 为开发黄嘌呤氧化酶抑制剂及阐明二妙丸治疗痛风和高尿酸血症的作用机制提供了一定的依据.     

过亚硝酸根诱导的DNA损伤及其抑制剂的研究

过亚硝酸根（ONOO^-）具有细胞毒性,能够修饰DNA碱基、造成DNA单链断裂。本文采用HPLC-ECD以及琼脂糖凝胶电泳法分别研究了ONOO^-诱导的DNA碱基修饰以及DNA链断裂。结果表明,在一定ONOO^-浓度范围内,8-OHdG的生成量以及DNA链断裂程度与其浓度有依赖关系。同时还分别研究了槲皮素、黄酮、α-萘基黄酮、咖啡酸以及含有巯基的谷胱甘肽、硫辛酸等天然抗氧化抑制剂对ONOO^-诱导DNA损伤的抑制效果。结果表明,除黄酮、α-萘基黄酮外,其它物质都有明显的抑制作用,其中抑制效果最显著的是槲皮素。     

基于环境污染物对DNA损伤筛查的电化学发光传感器的构建

在本文中,进一步发展了以二联吡啶二吡啶并[3,2-a:2',3'-c]吩嗪钌([Ru(bpy)_2dppz]~(2+))为电化学发光指示剂的DNA损伤传感器。将通过S-Au键组装在金电极表面的双链DNA浸泡在[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)溶液中,利用[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)是双链DNA分子光开关的特性,得到[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)/DNA/Au电化学发光传感器,并优化了[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)的浸泡时间,浸泡浓度等实验条件。发现在含有[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)的底液中测定其电化学发光强度值比不含[Ru(bpy)_2dppz]~(2+)的底液中增强了6倍左右。此外将此传感器经全氟辛酸磺酸、五溴联苯醚、氧化苯乙烯等物质温浴后,其电化学发光强度显著降低,说明该传感器可用于环境污染物对DNA损伤的筛查测定。     

中药制剂中绿原酸的电化学敏感测定及其与DNA的相互作用

制备了铂纳米粒子和聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)修饰玻碳电极,并将此电极用于绿原酸的电化学研究。实验结果表明,相比裸电极,绿原酸在此修饰电极上的氧化还原峰电流均有所增加,尤以氧化峰电流增加显著。最佳实验条件下,绿原酸的氧化峰电流与其浓度在0.2~100μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.05μmol/L。相比较已报道的其它方法,此方法线性范围较宽,检出限较低。将此电极用于中药制剂双黄连注射液中绿原酸含量的测定,测得加标回收率为97.7%~102.1%。对绿原酸与DNA的相互作用进行研究,得到它们的结合数为3,结合常数为1.62×103L/mol。相关参数可为绿原酸的药理研究以及相似药物的筛选提供参考与理论指导。     

铜配合物促进的DNA氧化断裂

本文首先对铜配合物催化DNA氧化断裂的机制及相关因素包括DNA结合能力与方式、活性氧物种形成和活性氧物种对底物的损伤展开了讨论;其次结合我们课题组的工作对配合物的结构对其DNA切割性能的影响分别进行了总结,分别探讨了核数、核的种类、位阻、电荷、结合方式以及氧化还原电位等因素的影响;同时还对光激发铜配合物断裂DNA的机制和性能进行分析;最后对特异性含铜DNA断裂试剂的不同设计策略及其相关切割行为进行的系统地总结. 这些总结不仅有利于对铜配合物促进DNA 断裂行为的系统理解,而且对于进一步设计高效含铜人工核酸酶实现DNA的特异性断裂具有良好的指导意义.     

DNA损伤的光电化学传感器检测

DNA是生物体主要的遗传物质,DNA损伤在生物体内经常发生。一些内源性和外源性物质可对细胞核内DNA造成氧化和修饰等结构性损伤。未经修复的损伤DNA可导致基因突变甚至癌症的发生。DNA电化学传感器具有快速、灵敏、低成本和易于小型化等优势,非常适用于化学品和环境化合物致DNA损伤毒性的快速筛查。本文首先简要介绍目前流行的DNA电化学传感器的类型和工作原理,然后以我们实验室的工作为基础,重点论述针对DNA损伤检测的电化学和光电化学传感器,包括用于化合物基因毒性快速鉴定的通用型传感器和特定DNA损伤产物（8-羟基脱氧鸟苷,甲基化DNA碱基）定量检测的专用型传感器。最后对DNA损伤电化学传感器目前存在的问题和未来可能的发展方向进行展望。     

弥勒褐煤结构特征及其分子模型构建

以云南弥勒褐煤为研究对象,采用元素分析、傅里叶变换红外光谱、¹³C固体核磁共振波谱以及X射线光电子能谱等现代分析技术,获取了弥勒褐煤的结构参数信息。其中,芳香度为38.79%,芳香环取代基数量为3。芳香碳结构主要为苯和萘,脂肪碳结构以甲基、亚甲基为主;氧主要存在于醚氧、羧基和羰基中;氮主要以吡咯氮和吡啶氮的形式存在;硫主要为硫酚或硫醇。根据分析结果,构建出弥勒褐煤的分子结构模型,分子式为C₁₄₇H₁₄₈O₃₆N₂S。采用半经验法PM3基组和密度泛函理论M06-2X泛函对分子构型进行优化,优化后的模型立体构型显著,且芳香层片在空间上呈现不规则排列,各芳香环之间主要通过甲基、亚甲基、甲氧基以及脂肪环连接。模拟FT-IR光谱和模拟¹³C NMR波谱均与实验谱图吻合良好,证明了弥勒褐煤分子模型的准确性和合理性。     

紧束缚模型方法及其在DNA分子中的应用

近年来,紧束缚模型方法被广泛应用于计算生物大分子体系.本文从第一性原理出发,根据紧束缚近似的思想,推导出生物大分子体系中的单电子运动方程.在此基础上给出了紧束缚模型方法中所涉及参数(在位能和迁移积分)的计算公式,在理论上完善了紧束缚模型方法.我们将所提出的参数化方法应用于理想B型DNA分子,给出了各种序列组合下的在位能和迁移积分.此外,我们还计算了周期性DNA分子poly(A)-poly(T)和poly(G)-poly(C)中空穴在位能和迁移积分随格点间距离的变化,为改进现有的SSH极化子模型提供了新的思路,有助于DNA中电荷输运的极化子机理的研究.     

DNA编码分子库液相筛选方法的新进展

目前, DNA编码分子库技术(DNA-encoded library, DEL)已经成为新药研发中不可或缺的重要技术平台.过去30年DEL技术不断发展成熟, DEL兼容化学反应也发展迅速,极大地改善了DEL的化学多样性,并推动了其在药物发现中的应用.通常, DEL的筛选主要是基于亲和力的固相筛选,将纯化后的靶点蛋白固载在基质上,然后通过物理洗脱的方式将结合分子与背景分子分离开来.近年来,一系列在液相中进行DEL筛选的新方法被研发出来,使得适用于DEL筛选的靶点范围被进一步扩大,揭示了DEL作为有效工具探索基础生物学的潜力.本文综合评述了DEL技术的液相筛选方法及应用,并对DEL技术应用于复杂生物靶点以及功能性筛选进行了展望.     

快速检测Fenton反应诱导DNA损伤的电化学DNA传感器研究

利用带正电荷的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)和带负电荷的小牛胸腺双链DNA(CT-dsDNA)之间的静电吸引作用,将其层层组装到玻碳电极表面,制成电化学DNA传感器,并利用电化学和原子力显微镜(AFM)方法与对DNA的组装进行了表征。以Ru(bpy)23+作为电化学催化剂,检测DNA的损伤,考察了电极在Fenton试剂中的温育时间以及Fenton试剂的浓度对DNA损伤程度的影响。实验表明,Fe2+与H2O2共存时,温育15 min即可较大程度地对DNA造成损伤,且可以检测到的Fenton试剂浓度为5.0×10"5mol/L Fe-SO4/2.0×10"4mol/L H2O2。本方法具有灵敏度高、重现性好等优点。     

8-羟基脱氧鸟苷在壳聚糖/石墨烯修饰电极上的电化学及DNA氧化损伤检测

采用循环伏安(CV)、线性扫描伏安(LSV)和示差脉冲伏安(DPV)等方法研究了8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)在壳聚糖(Chi)/石墨烯(GR)修饰的玻碳电极(GCE)上的电化学行为,8-OHdG在该修饰电极上氧化峰电流与其浓度在3.5×10-7~1.4×10-4 mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为6.4×10-8 mol/L(S/N=3)。 将Chi/GR/GCE用于检测DNA氧化损伤,8-OHdG在修饰电极上的氧化峰电流与损伤的DNA质量浓度在10~300 mg/L范围内呈良好的线性关系,损伤DNA检出限为0.026 mg/L(S/N=3)。     

8-羟基脱氧鸟苷在壳聚糖/石墨烯修饰电极上的电化学及DNA氧化损伤检测

采用循环伏安(CV)、线性扫描伏安(LSV)和示差脉冲伏安(DPV)等方法研究了8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)在壳聚糖(Chi)/石墨烯(GR)修饰的玻碳电极(GCE)上的电化学行为,8-OHdG在该修饰电极上氧化峰电流与其浓度在3.5×10-7~1.4×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为6.4×10-8mol/L(S/N=3)。将Chi/GR/GCE用于检测DNA氧化损伤,8-OHdG在修饰电极上的氧化峰电流与损伤的DNA质量浓度在10~300 mg/L范围内呈良好的线性关系,损伤DNA检出限为0.026 mg/L(S/N=3)。