李 佳,林 燕,陈敏杰,张 捷,李 正,梁 勇,3*
(1.江汉大学 医学院,湖北 武汉 430056; 2.华中农业大学 资源与环境学院,湖北 武汉 430070;3.江汉大学 光电化学材料与器件省部共建教育部重点实验室,湖北 武汉 430056)
富勒烯及其衍生物的生物学效应以及在医学上的应用是目前富勒烯研究的热点领域。富勒烯的生物学及医学应用主要包括抗氧化剂[1],抗病毒[2],神经保护蛋白[3-4],酶抑制剂[5-7],抑制离子通道[8],抑制淀粉样蛋白的形成[9]以及成像和核药物等。有研究表明,富勒烯衍生物可显著抑制HIV蛋白酶和HIV逆转录酶活性[2],具有一定的临床应用价值。
但是,也有研究表明富勒烯及其衍生物可改变核酸、蛋白质、脂质等生物大分子的构象,影响其生物学功能,进而引发一系列生物学效应。如与核酸分子(DNA)相互作用,包括选择性剪切DNA双链[7],并且在光催化条件下引起质粒DNA构象的改变[10-12];与蛋白质和酶的相互作用,改变酶活性,进而显著性抑制多种酶活性,如Taq DNA聚合酶[13]、谷胱甘肽还原酶[6]、乙酰胆碱酯酶[14]、半胱氨酸蛋白酶(木瓜蛋白酶)和丝氨酸蛋白酶等(胰蛋白酶、纤维蛋白溶酶和凝血酶等)等,同时也与其他蛋白质结合,如富勒烯特异结合的抗体蛋白[15]、人血清白蛋白、牛血清蛋白[16-18]和溶菌酶[19];光催化引发细胞损伤和基因毒性等[20]。目前有些研究者认为,富勒烯及其衍生物对DNA损伤效应,主要与富勒烯产生的活性氧和自由基相关。富勒烯及其衍生物影响蛋白质或酶生物学功能,主要原因包括富勒烯及其衍生物与酶结合后,改变酶的空间构象,导致酶与底物无法结合;……