五氯苯酚和五氯苯硫酚与人血清蛋白相互作用机制研究文献综述

 2022-11-24 22:49:58

文 献 综 述

1研究背景

    1. 氯酚类化合物的性质和危害

含氯酚类化合物是重要的有机化工原料和中间体，广泛存在于化工、炼油、农药、医药、造纸、皮革和木材防腐等工业生产领域。在其生产或使用过程中，随着废水的排放进入环境中，对土壤、地表水甚至地下水造成污染。多年以前，一些地区的地下水中氯酚含量高达100～200mg·L-1，远远超过了相关的浓度限值[1]。研究表明[2, 3]。含氯酚类化合物的毒性与氯取代基在苯环上的取代位置有关，其中以对位取代毒性最大，且随着氯取代基数量的增加毒性增大。

氯酚类化合物因具有强致癌性和毒性，美国环境保护局（EPA）将其列为优先污染物。中国和欧盟相关法规禁止在化妆品中使用氯酚类防腐剂和杀菌剂[4]。以氯酚化合物中的2,4-二氯苯酚为例，2,4-二氯苯酚能造成人体许多严重病症，例如影响人体的内分泌系统，危害人体的神经系统，阻碍人体造血功能，以致带来持久性伤害[5]。它容易挥发到大气中，也能溶于水中或吸附在固体表面，在生态环境中可以发生迁移，并通过食物网在生物体中富集，最终对人体造成更大危害。

    1. 硫酚类化合物的性质和危害

硫酚自身是一种高毒性、高污染的芳香硫醇化合物，其毒性远远高于一般的脂肪族硫醇[6]。对水生动植物有毒，长期暴露在硫酚环境中，会损伤人体健康。由于硫酚类化合物的高毒性，美国环境保护局(EPA)已经将其列为最主要的污染物之一(EPA 废物代码:P014),严禁向环境中排放。

    1. 人血清蛋白

人血清蛋白（Human serum albumin，HSA），是人体血液中最主要的转运、储存蛋白，是含有585个氨基酸残基，分子量达66.5kDa的生物大分子。每个分子含有三个结构域（I–III），每个结构域由 A, B 两个亚域组成。alpha;-Helix是组成 HSA 二级结构的主要成分。单个 HSA 分子含有一个色氨酸残基（位于氨基酸序列的第 214 位），35 个半胱氨酸残基（其中34个残基以巯基的形式存在，仅有一个游离的二硫键）和数个酪氨酸残基。色氨酸与酪氨酸残基是其主要的荧光发色团[7]。

图1 HAS分子结构图

  1. 蛋白质作用机制研究
    1. 研究方法
      1. 计算机模拟

计算机方法被认为是预测潜在毒性和破译作用机理的快速、经济高效且功能强大的工具[8]，从2007年6月1日开始，欧盟要求化学品注册、评估和授权法规中甚至明确鼓励甚至要求使用计算机模拟方法。正辛醇/水分配系数（Kow）表示物质水相与有机相之间的转移能力，并且与水溶性、土壤吸附常数和化合物的生物富集因子密切相关[9]。计算机模拟预测中，Kow作为一项重要的参数被使用。在硫酚类化合物中，卤代硫酚的logKow值相对于其他取代基较小。与其他取代硫酚相比，卤代硫酚亲水性更强。

      1. 荧光分光光度法

在血清蛋白结构简介中提到色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr)残基是血清蛋白主要的荧光发色团，苯丙氨酸(Phe)由于其低荧光量子产率，其提供的荧光基本可以忽略不计。荧光分光光度法的本质即对血清蛋白结构中荧光发色团的测定，通过获取的荧光强度信息来判断蛋白结构的变化[10]。荧光分光光度法又分为普通荧光(Normal fluorescence spectroscopy)、同步荧光(Synchronous fluorescence spectra)、三维荧光(Three dimensional fluorescence spectra)、共振光散射(Resonance light scattering, RLS)等技术方法。普通荧光技术常被用作在不同条件下蛋白质总荧光强度的测定，可以对结合常数、结合位点、猝灭类型、作用力类型等不同参数进行计算，满足不同方面的需要，常用的激发波长有 280、295 nm，最大吸收波长一般在 330 nm与340 nm之间[11, 12]。

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