三羟甲基氨基甲烷Tris对DNA链断裂的保护作用

DNA的辐射损伤通常通过两种方式发生：直接作用和间接作用。在直接作用中，DNA本身被电离。间接作用则涉及到DNA周围溶液的辐射分解及随之而来的DNA与溶剂辐解产物的互作]。据估计，在高LET辐射后80％的细胞致死效应是由直接作用造成的。因此研究高LET辐射对DNA的损伤极有必要，这也有助于阐明高LET射线较高相对生物学效应的分子机制。
研究电离辐射对DNA损伤时，选择恰当的DNA溶解体系显然有助于获得更为准确可靠的实验结果。DNA最常见的溶解体系是TE缓冲液，其主要成分是pH8．0的10mmol／LTris(三羟甲基氨基甲烷)和lmmol／LEDTA(乙二胺四乙酸)。我们看一下研究的主要原理。
利用100keV／p．m碳离子束(初始能量为290MeV／u)照射溶解于纯水、10mmol／LTris、1mmol／LED一rA及TE缓冲液中的pUC19质粒DNA。通过琼脂糖凝胶电泳技术分析了不同溶液中各种形态DNA分子所占份额，并计算得到不同剂量下平均每个质粒分子中单链断裂(SSB)及双链断裂(DSB)的数目。发现Tris通过抑制SSB和DSB的产生对碳重离子辐照下的质粒DNA有明显的保护作用，而EDTA能够加剧SSB的产生而抑制DSB的形成。

不同溶液中及不同辐照剂量下pUC19DNA分子的电泳图
从上图可以看出，随着辐照剂量的增大，超螺旋DNA在总DNA中所占的百分比越来越少。相对于水及EDTA，处于Tris及TE缓冲液中的超螺旋DNA的含量明显减少较慢，当剂量增大至150Gy时，Tris及TEBuffer中的超螺旋DNA的量尚且大于80％，然EDTA及水中的超螺旋DNA的含量不足6O％。这说明Tri中的质粒DNA在辐照条件下产生的链断裂明显少于水及EDTA中的DNA分子。
通过一系列研究结果表明，Tris对100keV／l~m的碳离子辐照诱导的DNA链断裂损伤有明显的保护效应。在Tris及TE缓冲溶液中，超螺旋DNA一直存在，相对于纯水及EDTA溶液呈现出明显的保护性。