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本论文以褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)血清CRP作为实验的研究对象,选择了两种目前颇为关注的海洋环境污染物四溴双酚A(TBBPA)和三丁基锡(TBT)为污染材料,研究褐菖鲉血清C—反应蛋白(C—reactive Protein)的基本性质以及在TBBPA和TBT暴露下的免疫反应特征。实验分别以0.2mg/L的TBBPA和0.2μg Sn/L的TBT为实验的暴露浓度,以7个时间梯度(0,3,6,12,24,36,48h)取样,通过亲和层析纯化法、紫外吸收定量法、未变性电泳法(Native—PAGE)、SDS—PAGE电泳法以及酶联免疫法(ELISA)等检测手段,探索了褐菖鲉血清CRP的结构性质,系统分析了这种蛋白在环境污染物TBBPA和TBT胁迫下其含量水平、分子形态、分子性质、表面抗原物质所产生的变化,并探讨了这些变化的分子内部行为机制。结果表明:
1.运用亲和层析法提纯和紫外吸收定量法得出正常褐菖鲉血清中的CRP含量为378.515±13.51μg/mL;SDS—PAGE和PAS染色法分析发现该蛋白为糖蛋白,只含有一种亚基,大小约为24.5kDa;表明褐菖鲉和其它绝大部分鱼类一样, CRP中只含有一类为糖蛋白的亚基。
2.TBBPA和TBT暴露处理发现,褐菖鲉血清CRP的浓度都随着时间逐渐增高,并且在12h时达到峰值,暴露于TBBPA的CRP最大值为常量的2.079倍,且暴露于TBT的CRP则为常量的2.748倍;随后,血清CRP的浓度开始下降,到48h时已降到常量水平甚至略低于常量值,这一结果说明了TBBPA和TBT的暴露引起了褐菖鲉CRP含量发生变化,而变化程度的不同则表明TBT对褐菖鲉可能具有更强的毒性作用。
3.经7.5%未变性电泳(Native—PAGE)检测发现,未处理的CRPN和经过污染物诱导产生的峰值处的CRPs蛋白条带较为单一,但是各具不同的蛋白质迁移率,一方面表明所提取的CRPs纯度较纯,另一方面可以认为不同污染物的诱导造成相应CRPs分子的分子量、电荷和(或)结构发生了变化。
4.从TBBPA和TBT暴露下褐菖鲉血清CR2动力学模式上看,CKP经两种污染物诱导,蛋白质条带随暴露时间经由单一→两条→单一→两条→单一→单一的变化过程。说明TBBPA和TBT诱导产生了新的CRP形式,而且在暴露于污染物的过程中,CRP以常态和诱导态并存。尤其是TBT暴露下CRP诱导态存在时间更长,该现象进一步证明TBT对褐菖鲉CRP具有更强的诱导性。
5.SDS—PAGE(12%)检测了CRPN以及经TBBPA和TBT诱导的峰值部分的CRPTBBPA和CRPTBT发现,三种蛋白均有条带出现在相同的位置,但经过污染暴露的诱导态CRPs在电泳中还出现了其他条带,说明CRPs中的亚基已经产生了不同的变化;以10%SDS—PAGE和15%SDS—PAGE检测CRPs均得到同样的结果。Schiff试剂对这三种蛋白染色仍然均呈阳性反应,表明CRP不但在亚分子水平上发生了变化,而且这些变化可能与其蛋白结构中的碳水化合物的组成有关。
6.通过ELISA法观察了CRPN与诱导态CRPTBBPA和CRPTBT的表面抗原性质发现,CRPTBBPA和CRPTBT与兔抗褐菖鲉CRPN血清反应作用强烈,但反应程度有差别。表明褐菖鲉经TBBPA和TBT暴露后,尽管三种CRPs均有相似性,但是与抗体结合的亲和性却有明显的变化,他们结合的顺序依次为CRPN>CRPTBBPA>CRPTBT。从而进一步说明TBBPA和TBT污染胁迫已经引起了CRP表面抗原物质的变化,而这些变化可能与褐菖鲉的血清CRP在免疫早期的解毒机制有着密切的关系。
7.将去糖基化的CRPs进行未变性电泳检测发现,常态的CRPN和诱导态的CRPs迁移位置相同,从而证实了碳水化合物是造成CRP变化的主要原因。
8.CRPs浓度的变化与形态的转化有关联,在CRPs形态转化的过程中,由于常态CRPs的转化和机体自身生成诱导态的CRPs使诱导态CRPs浓度逐渐升高;另一方面,浓度的升高也可以反应出CRPs形态的变化。
9.CRPs的浓度、形态以及与抗体亲和性的改变与污染物的种类有关,这些参数的变化情况可以反应污染物毒性的大小。
综上所述,TBBPA和TBT暴露能在短时间内诱导褐菖鲉血清C—反应蛋白(CRP)含量上升,造成相应CRPs分子的分子量、电荷和(或)结构的变化。在TBBPA和TBT暴露过程中,CRP分子存在着动力学的诱导模式,并以常态和诱导态并存。其中以TBT的诱导能力为更强。CRP分子性质的改变暗示着TBBPA和TBT污染胁迫引起其蛋白结构中碳水化合物组成发生改变;同时造成CRP表面抗原物质的变化。如果能够获得针对这些特异性有害物质诱导的CRPs抗原决定基的单克隆抗体(Mabs),就能够在CRP的微观异质性水平上识别CRP,还可以用来识别有害物质。以上结果表明,在污染胁迫下,褐菖鲉机体内正常的生理机能受到了影响,CRP作为鱼类机体免疫分子中免疫应急机制的调动,对机体损伤的修复与免疫早期的解毒起了重要的作用。该研究可为我国海洋污染的监测和污染早期预警提供理论依据,特别是对海洋环境污染短期暴露或污染突发事件监测提供宝贵资料。