工频电场对超氧化物歧化酶结构与活性的影响研究

【作者】 郑松玲； 杨体强； 满喜；

【机构】 内蒙古师范大学体育学院生物力学实验室； 内蒙古大学理工学院离子束生物工程重点实验室；

【摘要】 电场作为一种物理因素对生物体产生的影响经过近半个多世纪的研究,已积累了大量实验资料。但这些研究主要以生物的宏观现象为观测指标。对于有关电场作用于生物系统的什么成分,特别是电场对生物体处理的原初作用机理的报道较少,在一定程度上,这已成为目前制约电场生物效应开发研究的主要因素。所以,电场对生物体影响的微观机理是什么,是目前迫切需要解决的问题。此课题研究了不同强度工频电场处理对超氧化物歧化酶其二级结构及活性的影响,目的为进一步研究电场处理植物种子的宏观生物效应作用机理提供一定的理论依据。研究方法:用电场处理器(内蒙古大学自制)、圆二色光谱仪(Jasco-715型,日本Jasco公司)、可见分光光度计(VIS-723G型,北京瑞利分析仪器公司)、数显恒温水浴锅(HH-4型,苏州威尔实验用品有限公司)、和精密酸度计(PHS-2C型,上海康仪仪器有限公司)对超氧化物歧化酶的结构与活性进行测定。研究结果:(1)在1.0kV/cm～5.5kV/cm范围,不同强度的工频电场对超氧化物歧化酶的α—螺旋、β—折叠、β—转角及无规卷曲相对含量的影响程度不同。与对照组相比,处理组的α—螺旋在电场强度1.0、3.0、4.5、5.0和5.5kv/cm时有不同程度的降低,降幅在1.6%～15.9%;其余场强时均有不同程度的增加,增加范围0.0%～6.3%。β-折叠的含量均有不同程度的降低,增幅在2.8%～9.9%之间。β—转角的含量在电场强度0.5、2.0和4.0kv/cm时,分别增加1.3%、1.7%和0.9%;其余场强时均有不同程度的降低,降低范围0.41%～3.4%。各处理组的无规卷曲含量均有不同程度的增加,增幅在3.6%～13.9%之间。总体上看工频电场作用具有使超氧化物歧化酶的二级结构中有序的α-螺旋和β-折叠结构向无序的β-转角和无规卷曲转化的趋势。(2)电场对超氧化物歧化酶作用,使超氧化物歧化酶的活性普遍降低。(3)超氧化物歧化酶的活性和Loop(β-turn和random coil)结构的含量有一定的相关性。这为电场处理植物的宏观生物效应作用机理提供了重要的理论依据。研究结论:工频电场处理生物体,改变了酶蛋白分子构象,从而影响了酶的催化功能,因此产生一系列不同宏观生物学效应。更多还原