[科普中国]-辐射生物化学

概念

辐射生物化学也是放射生物学前沿中的一个重要课题。在第六届国际辐射研究大会上报告了大量这方面的工作，诸如：电离辐射对DNA修复合成中各种酶系的作用，哺乳类细胞中损伤DNA片段的切除，高LET照射引起单链和双链断裂修复的研究等等。

在第六届国际辐射研究大会上除DNA修复外，有关生化研究共进行了六次分组报告会，其基本动态可择要归纳为三个方面：关于蛋白质和其它细胞成分变化，关于膜及其功能的影响和关于核酸合成的影响。1

电离辐射对蛋白质和其他细胞成分的影响生物大分子，如蛋白质、核酸、多糖等都是生命活动的物质基础，他们在细胞中的分布，构象变化，连接状态等等都直接影响细胞的功能活动。因此，在电离辐射影响下，它们究竟发生了哪些细微的变化，仍受到人们的重视。

E.W.Gerner等人以中国地鼠卵巢细胞株(CHO)为材料，研究了X线引起细胞分裂延缓时，某些存在在细胞核中的对DNA有特异结合能力的蛋白特性，细胞核经X线(500~5000拉德)照后不同时间内，以不同浓度的NaCI液(0.15~2.0M)提取各个部分的蛋白质，并将这些蛋白质经天然及变性DNA纤维素柱子处理以确定其与DNA的结合特性。当X线引起细胞分裂延缓时，对数生长期中的细胞核中出现了大量溶于0.15M NaCI的蛋白部份，但在非对数生长期中的细胞核无此现象。在对照细胞中有10-15%这部份蛋白质与DNA具有良好的亲和性。受照细胞中，这种亲和性并未改变。然而，细胞核中那些溶于浓度大于0.6M NaCI液的蛋白质对DNA的亲和性因照射而改变。细胞核中各部份蛋白质的特异性的变化，包括含量及其与DNA结合特性的变化很可能是辐射引起细胞分裂延缓的原因。

在再生肝中，同样也观察到电离辐射引起肝细胞核中蛋白质的变化。雄性大鼠的肝区经局部照射后即刻作部份肝切除术，术后1~ 10天处死动物，分离肝细胞核中的三种蛋白质组分。在未经照射的对照组中，核内组蛋白在组织再生过程中未见明显变化，而非组蛋白的染色体蛋白质部分(NHCP)的量，则在术后增多，三天后达到高峰，以后则趋于正常水平。在生理盐水提取部份的蛋白变化介于组蛋白和NHCP之间。1500伦X线照射抑制了DNA含量的增多，盐水提取部份的蛋白和组蛋白未出现明显改变，但NHCP的量在照后3~5天的含量却比对照组高得多。这类NHCP很可能是一种基因调控物质，它对DNA转录生成m-RNA具有调节作用，NHCP的量变化，在辐射损伤中的意义是值得注意的。2

电离辐射对膜及其功能的影响近年来，有关膜的研究发展很快，已成为当前生物学研究中前沿之一，细胞的许多功能活动，如体液调节，生物电的传导，细胞分化增殖等等都是通过细胞膜进行的。这些重要生命活动和膜上的蛋白质、磷脂质、多糖、酶系以及电荷携带等的结构与功能有关。所以在放射生物学的研究中人们很自然的注意到膜的辐射敏感性及其功能变化的意义，这在第六届国际辐射研究大会上及日本的一些研究中也得到了反映。

在个体发生过程中辐射对膜结构成分的影响是很明显的。 A.K.Mirakhmedov等在家兔肝细胞内膜的研究中发 现，200伦照射后在成年兔和30天兔胚胎肝线粒体上的磷脂增加20%，而在细胞核膜上则下降了23%。线粒体中鞘磷脂释出，而在微粒体部分则未发现有心磷脂的存在。胚胎肝微粒体中的鞘磷脂较成年动物中高30%。这种磷 脂代谢的异常在E.ColiB/r受γ线照射后也可出现，当照射剂量增大时(0~54千拉德 )磷酸酞丝氨酸和双磷脂酞甘油含量也随着增多，而磷脂酞甘油的合成反而减少。这些在磷脂合成中的变化可能是电离辐射引起磷脂代谢途径中各种酶活力改变所致。

在辐射引起膜结构上脂质和双层变化的荧光分析中证明了X线照射剂量为10拉德时，红细胞膜上的脂质双层 结构就出现了破坏，这类损伤很可能是由于蛋白质-脂质相互作用发生了变化所致，而这一变化又是与膜蛋白结构发生了改变密切相关。3