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题名水合环境/磁场对肌红蛋白氧化稳定性的作用机制
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作者
邓雨诗
夏民权
马静
周元华
孙卫青
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机构
长江大学生命科学学院
长江大学机械工程学院
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出处
《中国农业科学》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第22期4523-4531,共9页
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基金
国家自然科学基金(31771993)。
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文摘
【目的】探究磁场作用下水合环境影响肌红蛋白(myoglobin,Mb)氧化稳定性的作用机制,为改善Mb的氧化稳定性提供依据。【方法】在4℃下,设置低强度(3 mT)和高强度(12 mT)两种磁场环境,磁场分别处理Mb水溶液、Mb粉末、去离子水(磁场处理去离子水后再溶解Mb),磁场处理时间为1h,以未经磁场处理的Mb水溶液作为对照。通过高铁肌红蛋白的相对含量、血红素铁含量以及紫外吸收带的变化情况来分析Mb的氧化稳定特性;同时,利用圆二色谱、拉曼光谱和荧光光谱技术分析Mb二级结构、三级结构及卟啉铁结构的变化,探究磁场对Mb氧化稳定性的作用机理。【结果】磁场直接处理Mb粉以及磁场处理溶剂水,然后再溶解Mb,两种处理方式均对高铁肌红蛋白相对含量无显著影响(P>0.05),而3 mT和12 mT磁场处理Mb水溶液均显著提高了高铁肌红蛋白的相对含量。血红素铁含量和血红素邵氏带紫外吸收结果显示,血红素卟啉环结构对磁场环境很敏感,不同强度的磁场对Mb血红素结构均有显著的破坏,并且高强度的磁场环境对卟啉环结构破坏程度相对更大。Mb三级结构和二级结构结果表明,3 mT磁场先处理溶剂水再溶解Mb,以及3 mT和12 mT磁场处理Mb水溶液均显著促进Mb二级结构的展开和侧链基团色氨酸和酪氨酸残基的氧化损伤。拉曼光谱结果显示,12 mT磁场处理Mb水溶液促使Mb通过二硫键进行交联。【结论】Mb水溶液中水合作用直接影响磁场对肌红蛋白氧化特性的作用效应,磁场处理促进Mb中心铁以及血红素卟啉环的氧化,可能是磁场改变了水分子的介电性、电离程度等物理性质,以及Mb与水之间的氢键状态,进一步影响了Mb的结构,α-螺旋结构展开,侧链基团暴露,加速了血红素结构的破坏和血红素铁的流失,促进了中心铁的氧化。
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关键词
肌红蛋白
磁场
水合环境
氧化
卟啉
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Keywords
myoglobin
magnetic field
hydrated environment
oxidation
porphyrin
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分类号
R737.9
[医药卫生—肿瘤]
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