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標題: Effects of Maillard reaction products and pyrazine derivatives on DNA damage in human cells and their possible mechanisms
梅納反應產物與類衍生物對人類細胞內DNA損傷之影響及其可能機制之探討
作者: Liao, Chiao-Min
廖巧敏
關鍵字: 梅納反應產物;Maillard reaction product;pyrazines;抗氧化酵素;DNA傷害;彗星試驗法;pyrazine;antioxidant enzyme;DNA damage;comet assay
出版社: 食品科學系
摘要: 
本研究主要是以彗星試驗法(comet assay)探討梅納反應產物以及2-methoxypyrazine、2-methylpyrazine、ethylpyrazine 、2,3-dimethylpyrazine、2,5-dimethylpyrazine、2,6-dimethylpyrazine、2-ethyl-3-methylpyrazine、2-ethyl-3-methoxylpyrazine及2,3,5-trimethylpyrazine等九種pyrazines對人類淋巴球細胞或人類肝癌細胞(HepG2) DNA損傷之影響、胞內抗氧化酵素活性之影響以及抗氧化性之測試,並探討DNA損傷之機制與自由基之關係。
本研究將離胺酸(lysine)分別與果糖(fructose)、葡萄糖(glucose)和木糖(xylose)在pH 9.0及100℃加熱3小時製得之三種梅納反應產物(Xyl-Lys MRP、Glu-Lys MRP和Fru-Lys MRP)。再分別以透析膜(MWCO=7000)過濾後,留下不能透析過透析膜之高分子量梅納反應產物,為經透析高分子量之梅納反應產物(undialyzable Maillard reaction products);而未經透析膜過濾之梅納反應產物,為未透析之梅納反應產物(undialyzed Maillard reaction products)。經透析之Fru-Lys MRP、Glu-Lys MRP和Xyl-Lys MRP於ABTS/H2O2/peroxidase系統中都具有不錯的抗氧化性,trolox ratio分別為2.2、0.24與1.15,而三種未經透析之梅納反應產物其效果較低,trolox ratio分別為0.18、0.13與0.15。此外,九種pyrazines也有些微之抗氧化性,但效果不強,除了ethylpyrazine之trolox ratio為0.73外,其餘八種之清除效果皆很低,trolox ratio為0.5以下,甚至於無法測出。因此,梅納反應產物之抗氧化性可能來自於高分子量的部份。
以彗星試驗法探討經透析與未經透析之三種梅納反應產物對人類淋巴球細胞或HepG2細胞DNA損傷之影響,結果顯示未經透析之三種梅納反應產物在濃度0.05∼0.1 mg/ml時,% Tail DNA分別達到11.09、11.54和11.60 %,對淋巴球細胞即會造成顯著的DNA損傷(p<0.05)。而經透析之Xyl-Lys MRP和Glu-Lys MRP在濃度0.1 mg/ml以上時,與控制組比較就有顯著之差異(p<0.05),% Tail DNA分別為12.20和10.00 %;Fru-Lys MRP則在0.2 mg/ml時,% Tail DNA即達到11.30 %。且未經透析與經透析之三種梅納反應產物對HepG2細胞也皆會造成顯著的DNA損傷。其中,在濃度為0.8 mg/ml時,梅納反應產物對淋巴球細胞比HepG2細胞造成之傷害較為嚴重;且經透析之三種梅納反應產物所造成之DNA損傷又比未經透析的還要嚴重。因此,本研究接著以經透析之三種梅納反應產物來探討其造成人類淋巴球細胞DNA損傷之機制。
以彗星試驗法探討九種pyrazines對人類淋巴球細胞DNA損傷之影響,結果顯示2-methylpyrazine、2,3-dimethylpyrazine、2,5-dimethylpyrazine、2,6-dimethyl pyrazine與2,3,5-trimethylpyrazine,在50∼250μM之測試濃度範圍內,並不會對人類淋巴球細胞造成明顯的DNA傷害。其餘ethylpyrazine、2-ethyl-3-methylpyrazine和2-methoxypyrazine在濃度100μM以上對淋巴球細胞會造成顯著的損傷。而2-ethyl-3-methoxylpyrazine則是濃度在50μM以上會對淋巴球細胞造成顯著的損傷(p<0.05)。然而,此九種pyrazines不會影響人類淋巴球細胞內glutathione reductase、glutathione peroxidase及catalase的活性增加或降低,亦與脂質過氧化物生成以及自由基無顯著的關係。至於某些pyrazines造成細胞DNA損傷的主要原因,雖然與自由基之生成較無關係,但可能與其他機制有關,也許是pyrazines本身就會造成DNA的損傷,或是細胞代謝pyrazines後的產物具有毒性,亦或可能經由誘導致突變物之形成,導致DNA-protein crosslink或DNA adduct的形成而造成細胞之DNA損傷。
綜合以上結果可知,經透析之Xyl-Lys MRP、Glu-Lys MRP和Fru-Lys MRP皆會造成人類細胞DNA的損傷、GSH含量下降以及glutathione reductase與catalase活性的降低,且其主要因素可能是自由基所造成。而九種pyrazines中只有某些會造成人類細胞DNA的損傷,且九種pyrazines皆不會影響抗氧化酵素的活性、脂質過氧化物的增加或降低以及自由基的產生。顯示,pyrazines造成細胞DNA損傷的機制與經透析之三種梅納反應產物並不相同。
URI: http://hdl.handle.net/11455/50771
Appears in Collections:食品暨應用生物科技學系

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