XeCl(308nm)准分子紫外激光对生物大分子酵母甘露聚糖分子结构的辐照效应

激光在农业和医疗等方面已有广泛应用,并且取得增产和一定疗效,但也有费介现象(暂称后继效应或潜在效应)。激光辐照生物体虽然是局部的有限时间,但对由多种生物大分子组成的生物体的影响可能是综合的。为了探索激光生物学效应的分子机理,以便进一步认识和掌握激光的生物学效应,对激光直接辐照有生物活性的生物大分子—酵母甘露聚糖产生的效应进行电镜扫描观察和紫外及红外光谱法分析研究。实验结果表明:308 nm激光(单脉冲25 m J,33.3 m J^34.4 m J,脉冲频率2次/s)无论是固定辐照时间(45 s)变化样品所置距离,或反之固定样品所置距离(290 mm)改变辐照时间为15 s、30 s、45 s或60 s,都能引起受照样品的结构(构象)变化,特别是糖分子结构中富含的-OH-、CH-OH、-C-O-C--、N-C=O-、C=O等结构部件处的IR谱线对激光能量变化影响敏感。它们既是糖分子内或分子间形成氢键和糖苷键的结构基础部件,又是甘露聚糖(M an-nan)糖基化其他生物大分子进而影响它们在生物信息流中作用的重要结构部件。结果显示糖在激光生物效应中起了不可忽视的作用,这为综合探索激光生物效应分子机理和糖在生物信息传递中的作用提供了重要线索,为选择甘露聚糖作为生物导弹载体提供了参考依据。

试论生物信息流与激光生物效应的相关性——激光生物效应分子机理研究

为了探索激光生物学效应的分子机理,以便更好的掌控和利用激光生物效应,用XeCl(308 nm)准分子紫外激光以相同变化的激光参量直接辐照有生物活性的生物大分子BTG DNA、BSA(v)蛋白质和糖Mannan。实验结果分析告知:电镜法观察到受辐照的三类生物大分子的表观结构、构象(含结构信息)和光谱法(IR、Vis-UV、FR、CD)分析指出生物大分子的内在结构部件的相关的特征峰的峰位、峰值都受影响,其变迁都与激光参量的变化相呼应;与三类生物大分子中分子内、分子间沟通与信息传递相关的氢键、糖苷键等的形成与否的类似或相同的结构部件(如-C-H、-N-H、-CH-OH、-C-O、-C=O等)其特征峰的变迁都更敏感于激光参量的改变。激光辐照生物体时,激光似生物信号分子通过它的能量以粒子性、电磁波相干性影响生物大分子的分子结构、构象(含结构信息)的稳定性、增加分子内、分子间相互沟通、信息传递,亦增加了结构部件的被修饰的可能性。进而影响着生物信息流的流量与流向和细胞信号转导的协同与整体表达,产生相应的生物效应。掌握获得功能生物大分子结构构象信息与使用适宜的激光参量的相关的关系值(阈值)是重要的关键。