镧、铈和铽作用于细胞的靶点差异

• 作者: 何婧芳 周青 杨清 王丽红 黄晓华
• 来源期刊: 中国科学（化学）
• 关键词: 稀土 镧 铈 铽 细胞化学行为
• 年，卷（期）: 2016,（9）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 859-866
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N032016-00034

摘要

稀土可通过食物链进入生命体并累积已成为不争的事实,但稀土离子的植物细胞化学行为尚不清楚.本文通过14La(Ⅲ)、141Ce(Ⅲ)、16Tb(Ⅲ)在植物体内放射自显影技术和量子化学计算等研究发现,化学性质相似的稀土离子La(Ⅲ)、Ce(Ⅲ)、Tb(Ⅲ)在细胞质膜和质膜外作用靶点显著不同,即Ce(Ⅲ)主要与质膜物质发生键合,La(Ⅲ)还能与细胞质膜外的细胞外物质和胞外基质分子键合,Tb(Ⅲ)更可与细胞壁物质键合;La(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)与胞吞作用进入细胞的物质发生键合而进入细胞,Ce(Ⅲ)尚未观察到此现象;La(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)与细胞质膜和质膜外物质通过配位共价键及分子间氢键形成稳定的路易斯酸碱配合物,Ce(Ⅲ)则可能仅靠库仑力与细胞质膜物质发生作用.由此导致La(Ⅲ)、Ce(Ⅲ)、Tb(Ⅲ)3种离子对细胞的作用靶点具有明显选择性,其中Ce(Ⅲ)的选择性＞La(Ⅲ)＞Tb(Ⅲ).可见,3种稀土离子不同数量f电子的成键活性所致细胞质膜及膜外靶分子键长、键角等参数差异,将导致下游信号转导及细胞化学行为迥异,终致其毒理不同.本文结果可为科学探究稀土累积对生物危害的细胞学机理提供新的思考与借鉴,也为稀土食品安全及人类健康预防提供重要指导.