電化學生物傳感器用于Fenton反應產生羥自由基對蛋白質損傷的監(jiān)測研究

卞春麗，熊華玉，張修華，王升富

（湖北大學化學化工學院，湖北武漢430062）

以水溶液為介質，研究了Fenton試劑在水溶液中產生羥自由基對蛋白質的損傷，并用紫外可見光譜法對自由基的產生進行了驗證。制備了牛血清白蛋白/聚鄰苯二胺/碳包鎳修飾玻碳電極(BSA/PoPD/C-Ni/GCE)，以該電極上電活性聚合物聚鄰苯二胺為電化學探針，采用方波伏安法測定羥自由基對BSA損傷前后探針的電流變化，探討了BSA損傷的機理。BSA的損傷也被水平全反射紅外光譜(ATR-FTIR)和蛋白質羰基含量測定所證實。此外還探究了H2O2濃度、Fe2+與H2O2濃度之比、浸泡時間等因素對BSA損傷程度的影響。過氧化氫酶通過催化降解H2O2，對羥自由基引發(fā)的BSA損傷發(fā)揮抑制作用。對兒茶素、抗壞血酸、蘆薈大黃素和蘆丁等抗氧化劑對BSA損傷的抑制作用也進行了研究。這些結論表明，該電化學方法方便用于蛋白質損傷的研究。

自由基誘導的蛋白損傷獲得了科學家的關注，作為在細胞豐度最大的物質，蛋白很可能成為自由基攻擊的主要目標，尤其是蛋白質的氧化是神經退行性疾病的重要誘因。幾乎所有的蛋白質中氨基酸都對自由基敏感，尤其是含有巰基的氨基酸群體。大量的研究報道了生物大分子由自由基引起的損傷以及抗氧化劑在減少損害的療效。在循環(huán)系統(tǒng)最豐富的蛋白質是血清白蛋白，由于它在醫(yī)學上的重要意義，成本低，容易獲得，不尋常的配位結合性質，BSA常被選定為研究對象。故該文中選用BSA作為蛋白質的代表進行實驗研究。

實驗中，由于聚鄰苯二胺和BSA之間的靜電作用使得BSA能穩(wěn)定固定在電極表面。機理圖1展示了·OH導致的BSA損傷識別方法的構建過程。在浸泡過程中，Fe2+和H2O2反應生成·OH?！H攻擊膜內蛋白質，引發(fā)BSA損傷。損傷后與損傷前探針導電聚合物聚鄰苯二胺的方波伏安電流的比值被用作檢測BSA損傷的信號值。

Fig.1 Schematic diagram of BSA damage

（略）