[发明专利]一种砷-白蛋白螯合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及检测领域，更具体地说，涉及一种砷-白蛋白螯合物及其制备方法和应用。

背景技术

血清白蛋白(HSA)是哺乳动物血浆中含量最丰富的蛋白质，它能够储存和转运众多的内源性和外源性物质，这与它特异性结构密切相关。血清白蛋白是由肝脏合成的一种简单蛋白质，仅由氨基酸组成，没有修饰基团和其他附属物。根据数据资料显示，牛血清白蛋白(BSA)分子由583个氨基酸残基组成。而人血清白蛋白(HSA)比BSA多2个氨基酸，即585个氨基酸残基组成。两者的差异在于BSA缺失HSA氨基酸序列116位和585位的残基。白蛋白氨基酸成分最显著的特征是低含量的色氨酸，HSA和BSA每分子中分别含有1或2个残基。苯丙氨酸和异亮氨酸含量也比较低。半胱氨酸、亮氨酸、谷氨酸和赖氨酸含量都非常高。大量的离子化残基提供了白蛋白非常高的电荷，在PH7的条件下，每分子白蛋白带有185个离子，这样就形成白蛋白易溶性。

白蛋白最独特的结构特点是二硫键模式。BSA序列包含35个半胱氨酸残基，形成17个二硫桥,相邻的半胱氨酸对与链上最近的残基连结，形成10-47个残基长度的一对环。S-S键交迭增加了白蛋白结构的刚性和稳定性。

白蛋白的三级结构被认为是一种高度螺旋的分子，通过X射线衍射得知HAS晶体中大约67％的残基参与形成了28个α一螺旋体，10％残基参与形成β转角，23％残基形成伸展链。

生理机制上，白蛋白维持人体血浆胶体渗透压的80％。另外，白蛋白也是血液中各种大分子物质的主要载体，在代谢物转运、生物转化中发挥着重要作用。它同时也是调节凝血功能和炎性反应的组分。人血清白蛋白主要应用于临床、新陈代谢和遗传方面的研究。

砷是常见的环境毒物之一，广泛存在于水、土壤、空气以及食物之中。由于其毒性以及普遍存在性，美国毒物和疾病登记署(UAsted States Agency for Toxic Substances and Disease Registry，ATSDR)一直将其列为头等有害物质(http：//www.atsdr.Asc.gov/SPL/index.html)，同时砷也被许多国际组织(包括国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer，IARC)以及美国环境保护署(U.S.Environmental Protection Agency，EPA))划定为人类致癌物质之一。砷能对人体产生急性或慢性毒性，急性砷中毒会导致呕吐、口干、肌肉痉挛、腹痛、手脚刺痛等剧烈症状，而慢性砷中毒对人类健康的影响也已成为人们关注的一个重大问题。通过饮用水和空气是两种与环境中砷接触最直接的方式，它会诱发心血管疾病、引起神经功能失调、并导致糖尿病以及肺癌、皮肺癌、膀胱癌等。而目前流行病学显示，在自然界存在的砷引起的地下饮用水污染，已在台湾、阿根廷、智利、孟加拉邦、印度、孟加拉国、内蒙古、中国等多个国家和地区造成高剂量的砷暴露，成为环境污染和危害健康的全球性问题。目前全球已有超过五千万人处于砷暴露和慢性砷中毒的威胁之中。

尽管砷对机体的损害十分明显，但是其致机体损害的机制还尚待研究。砷存在正三价与正五价两种最常见的氧化态，无机砷在自然界及有机体的代谢过程中会发生氧化、还原、甲基化、糖基化等一系列变化，形成不同形态的砷。无机砷被认为是毒性很强的形态，被列为致癌物质，其中亚砷酸盐(iAs^Ⅲ)的毒性强于砷酸盐(iAs^Ⅴ)；不同形态的砷毒性差异很大，单甲基亚砷酸(monomethylarsonous acid，MMA^Ⅲ)及二甲基亚砷酸(dimethylarsinous acid，DMA^Ⅲ)均有剧毒，而其五价形态(MMA^Ⅴ，DMA^Ⅴ)则毒性不强。研究认为，三价砷的毒性是通过与蛋白质巯基作用而产生的。砷与蛋白结合会影响蛋白质的组成、结构及功能，影响该蛋白质与其他功能蛋白质结合，因此研究砷与蛋白质结合对理解砷的毒性及其对机体的损伤机制具有重要意义。

流行病学资料显示，长期接触砷的工人，其患呼吸系统肿瘤的几率大大增加，并且其因呼吸系统肿瘤致死的几率也大大增加。动物模型、体外模型试验也发现，砷可以诱导肿瘤的发生。1990年，国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer，IARC)已将砷化合物作为第一类致癌物质(Group 1)，将砷作为2B类致癌物质(Group 2B)。可见，砷严重威胁人体的健康。