氧化应激的概念最早源于人类对衰老的认识。1956年英国学者Harman首次提出自由基衰老学说,该学说认为自由基(Free radical)攻击生命大分子造成组织细胞损伤,是引起机体衰老的根本原因,也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因。氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时,体内高氧化活性分子如活性氧自由基ROS和活性氮自由基RNS产生过多,氧化程度超出氧化物的清除,氧化系统和抗氧化系统失衡,从而导致组织损伤。射线照射生物体时,会使机体细胞内和细胞外广泛存在的水分子电离形成一些自由基特别是羟基自由基。自由基在生物体内可以造成蛋白质的氧化损伤和损伤产物累积,进一步导致机体代谢紊乱,引发其他疾病。蛋白质的氧化损伤类型包括氨基酸侧链氧化修饰、肽键断裂、蛋白质交联、蛋白质羰基化等。氧化损伤导致蛋白质的生物学功能如酶活性,运输功能,受体功能等发生变化。生物有机体的生理活动、病理活动以及药物对机体的作用主要是通过蛋白质来实现的,蛋白质的研究不仅能为生命活动规律提供物质基础,也能为众多种疾病机理的阐明及攻克提供理论根据和解决途径。人血清白蛋白是血浆中含量最丰富的蛋白质,对维持血浆胶体渗透压、血容量、酸碱度的恒定有重要作用。其对许多内源性的和外源性的物质行使运输和存储功能。该蛋白可以发挥类似酯酶的活性,催化脂类、酰胺类、磷酸盐类等物质的水解作用。本文以人血清白蛋白和牛血清白蛋白作为靶分子,利用γ射线照射蛋白溶液产生羟基自由基等活性氧,蛋白质受到自由基的氧化作用其结构和生物学功能发生相应变化。利用光谱实验手段和质谱实验手段研究蛋白质的氧化损伤机理,进一步在分子水平上明确射线照射对人体的危害作用,为诊断和治疗因辐射引起的疾病提供理论依据。论文主要包括以下五个部分的内容：论文第一章概述了人血清白蛋白的结构和生物学功能。介绍了氧化应激的生理作用和病理作用,详细阐述了蛋白质氧化损伤类型包括氨基酸侧链氧化损伤(脂肪族氨基酸侧链、芳香族氨基酸侧链、含硫氨基酸侧链),肽键断裂,蛋白质交联,蛋白质羰基化等；DNA氧化损伤机理,脂质氧化损伤机理,氧化防御机制包括酶抗氧化系统和非酶抗氧化系统。最后介绍了射线照射和人体健康之间的关系。论文的第二章利用光谱技术分析研究了丫射线照射对不同浓度人血清白蛋白的二级结构,表面疏水性,二酪氨酸含量和酯酶活性的影响。实验结果表明在HSA浓度为1×10-6M时,不同照射剂量下HSA荧光光谱和圆二色谱实验结果表明γ射线照射剂量大于200 Gy时对蛋白质的二级结构产生影响,使其α-螺旋结构含量减少。ANS探针法对蛋白质疏水性的研究发现随着γ射线照射剂量的增加,HSA分子的有效疏水性在低剂量射线照射200 Gy以下时没有变化,剂量大于200 Gy时逐渐降低。对蛋白质分子内二酪氨酸含量的测定发现随着γ射线照射剂量的增加,二酪氨酸的含量在100 Gy以下时没有明显变化,在200 Gy时明显上升,表明蛋白质分子被氧化后发生集聚反应。另外,通过对HSA酯酶活性的测定发现500 Gy照射剂量以下时对其活性影响很小,γ射线照射剂量高于500Gy时能抑制HSA的酯酶活性。论文的第三章和第四章分别以牛血清白蛋白和人血清白蛋白为靶分子,利用质谱实验技术手段在肽段水平上分析研究了γ射线照射对蛋白质分子的氧化应激效应。随着Y射线照射剂量的增加,不同肽段的氧化程度变化不同,有的肽段随着射线照射剂量的增加氧化程度上升,有的肽段氧化程度没有明显变化,有的肽段形成了新的氧化产物。BSA氧化损伤检测结果中+16Da的氧化产物在10%以下的多肽序列有LVNELTEFAK, AEFVEVTK等；+16Da的氧化产物在10%-50%之间的多肽序列有FGER,, GACLLPK等；+16Da的氧化产物在50%以上的多肽序列有YTR和TPVSEK。其中+32Da的氧化产物在10%以下的多肽序列有SLHTLFGDELCK, LKPDPNTLCDEFK等；+32Da的氧化产物在10%-50%之间的多肽序列有YLYEIAR, ADEK等；+32Da的氧化产物在50%以上的多肽序列有FWGK, IETMR, CASIQK等。这些与肽段中所含氨基酸的种类不同有关,不同的氨基酸对氧化剂的反应活性和反应机理不同,导致其氧化产物不同。同时,不同肽段在蛋白质结构中所处的位置也影响其氧化程度。蛋白质表面的氨基酸残基容易被氧化,蛋白质结构内部的氨基酸残基不容易被氧化。论文的第五章对前三章实验结果进行总结和陈述,并对射线照射对蛋白质影响的研究工作做了展望。本论文在分子水平上研究了射线照射对人体的危害作用,为诊断和治疗因辐射引起的疾病提供理论依据。