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中国学者提出氢气效应分子新机制

日期:2020-04-02 15:12:15 / 人气:

 氢气医学效应是最近10多年新发现的效应,大量研究先后发现氢气通过抗氧化抗炎症等作用,对多种炎症相关疾病产生治疗作用。由于氢气的生物安全性非常高,氢气制备技术成熟,也引起大量学者和产业关注于氢气在疾病治疗中应用的研究和技术开发。

中国学者提出氢气效应分子新机制(图1)

       图示,氢气水条件下,蛋白结构发生了改变。
       但是,氢气医学领域存在一个没有解决的基础科学问题,就是不清楚氢气效应的分子过程,或者说氢气如何在分子水平上发挥效应的。
       最近来自上海应用物理研究所胡钧教授和吕军鸿教授课题组在Colloids andSurfaces B: Biointerfaces发表一篇研究论文,利用原子力显微镜方法,证明氢分子通过影响结构调节胃蛋白酶的酶活性,提出氢气生物学作用的一种新机制。
       最新研究中,胃蛋白酶作为研究模型,利用酶活性分析氢气水对该酶活性的影响,通过原子力显微镜检查氢气水对该蛋白结构特征的影响,然后分析两种效应的关系。原子力显微镜技术分别有基于原子力显微镜峰值力定量纳米力学作图(PF-QNM)和太赫兹时域光谱系统。
       研究结果发现,氢气水能提高蛋白酶活性,同时能显著改变蛋白机械特性和太赫兹动力学。这些研究结果提示,氢气分子可通过改变局部蛋白分子疏水界面影响其催化活性。这是首次研究发现氢气和蛋白发生直接相互作用的证据,提供了研究氢气生物学效应的生物物理学视角。
       研究结果图,B显示在氢水处理时蛋白分子高度显著增加。

中国学者提出氢气效应分子新机制(图2)

       点评:用蛋白分子和氢气在体外直接研究是本研究的亮点。但也存在一些不足,一是研究没有用其他气体进行比较,无法确定氢气效应的特异性。二是研究氢气在比较高浓度下产生的效应和一般生物学条件下的浓度存在差别,且没有剂量的比较。