三氧化二砷中间代谢产物dmaiii与大鼠血红蛋白作用机制研究

三氧化二砷中间代谢产物dmaiii与大鼠血红蛋白作用机制研究

作为一种常见的环境毒性药物，它在自然界广泛存在。同时，国际癌症研究组织也将其视为一种有毒药物。砷除了具有毒性作用外,还具有良好的抗肿瘤活性,在我国“砒霜”是一种传统中药,具有蚀疮去腐、杀虫治疟等功效,其有效成分就是三氧化二砷。近年来,陆续有研究人员研究三氧化二砷抗肿瘤活性,特别是在治疗急性早幼粒细胞白血病方面砷的体内吸收、代谢和分布,在不同的动物之间有较大的差别(例如大鼠和人等)。一般情况下,无机砷在体内经过一系列的甲基化还原反应后,最终以五价的砷甲基化的形态被排出体外材料和方法结果1大鼠红细胞中的砷分布利用蛋白分离色谱柱ProteinKW-8037G联用ICPMS测定了大鼠红细胞(RBCs)裂解液中的砷结合蛋白,追踪大鼠红细胞内砷究竟以什么样的形态与蛋白结合并且蓄积在红细胞。经口给予亚砷酸(iAs2cys33e、cys111和cys125的结构分析前期实验已发现,砷化合物不能在人和仓鼠红细胞内蓄积为了阐明其分子机制,作者分析了大鼠血红蛋白的晶体结构和二甲基亚砷酸DMA作者对以上5个半胱氨酸残基的空间结构进行了空间位阻分析,发现Cys93、Cys104、Cys111和Cys125的空间结构可以制约DMA另外,Cys111的空间结构中Cys靠近蛋白质外部,但是由于形成了氢键并且巯基指向蛋白质内侧,而且巯基指向的方向上氨基酸与Cys的距离均为4.1~4.4Å,所以DMA因此,推断alpha链氨基酸第13个位点半胱氨酸残基和DMA大鼠半胱氨酸含量近期文献现已知,蛋白的巯基(即半胱氨酸)是三价砷的主要结合点,因此作者也分析了大鼠、人和豚鼠的血红蛋白的氨基酸序列,发现人和豚鼠的alpha链的第13个氨基酸不含半胱氨酸(Cys),然而大鼠含有Cys13。进一步还发现,大部分砷结合于大鼠血红细胞的alpha链上(图1C),而不结合于beta链上的半胱氨酸。为了阐明这种现象,作者利用分子对接预测,对血红蛋白上的Cys13、Cys93、Cys104、Cys111和Cys125的空间结构进行了分析(图4)。结果发现,Cys104、111和125的半胱氨酸所在空间区域较小,阻碍了与DMA大鼠的血红蛋白中alpha链第13个位点半胱氨酸残基和DMA材料表面砷剂购于Sigma公司,HPLC使用的试剂为色谱纯;SD大鼠灌胃的亚砷酸钠iAs实验大鼠的饲养动物实验均遵循“动物实验原则”(NIH版,1996年修订本),并在浙江大学中国动物调查委员会的指导下进行。SD大鼠20只,体重(200±20)g,购自浙江省医学科学研究院,7周龄雄性大鼠,在以12h为明暗周期,室内温度保持在22~25℃饲养,自由饮食。1周适应期后,将体重为180~200g的大鼠随机分配到实验组。用蒸馏水配制质量浓度为0.2mg·mL红茶的分离和溶解从心脏取出的血液,在4℃条件下,1500×g离心10min,分离红细胞和血浆。然后,将红细胞用50mmol·Lproinkw-803-7g色谱柱HPLC系统由PU-610液相色谱仪溶剂输送泵和DG660B-2脱气器(GLSciencesCo.,Tokyo,Japan)组成。ProteinKW-8037G色谱柱(排阻分子为170kDa)用来分离低分子和高分子成分(ProteinKW-8037G色谱柱)。将200µL的等量样品溶液注入色谱柱,用50mmol·Lca脱盐、终浓度的测定用Q-TOFMS分别对对照组和处理组的大鼠红细胞裂解液进行分析。首先,红细胞裂解液通过BioSpin-6柱(Bio-Rad实验室,CA)脱盐;其次,将脱盐后的蛋白用纯水、甲醇、乙酸稀释10倍得到终浓度为10%甲