细胞色素P450酶代谢新烟碱类农药N-脱烷基反应的机制研究:以噻虫嗪为例

摘要：

生物转化是影响有机污染物毒性的重要过程,细胞色素P450酶在其中起着关键作用.新烟碱类农药对于哺乳动物毒性较低,但是经过P450酶的转化后,可能会产生毒性增强的代谢产物,提高环境和健康风险.本研究以噻虫嗪(TMX)为例,采用计算模拟的方法研究P450酶催化下TMX的代谢路径和产物,探讨该类污染物N-脱烷基的反应机制.计算结果表明,P450酶代谢TMX有两条不同路径:一条是经过两次O-亚甲基羟基化后通过水桥开环生成毒性减小的噻虫胺(CLO);另一条是通过氢提取/羟基反弹羟基化甲基的过程,然后经水桥转移氢质子发生N-脱甲基反应,生成去甲基噻虫嗪(dm-TMX),据前人实验报道该产物会导致肝肿瘤发生率的增加,具有明显的健康风险.鉴于其他烷基胺类化合物具有类似的代谢机理,进一步通过C—H键解离能(BDEC-H)与氢提取反应的活化能(AE*)建立了 N-脱烷基化反应活性的预测模型,R2=0.932,平均绝对误差MAE=1.75 kcal·mol-1,模型的稳健性良好,可以快速有效地为该类污染物的代谢活性研究提供数据支持,为进一步研究其健康风险奠定基础.

关键词：细胞色素P450酶、生物转化、新烟碱类农药、DFT计算、预测模型

所属期刊栏目：42

分类号：X171.5(环境生物学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;浙江省自然科学基金

在线出版日期：2022-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：468-476