多溴联苯醚肝脏代谢机理的模拟研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    20977044
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0607.环境毒理与健康
  • 结题年份:
    2012
  • 批准年份:
    2009
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

多溴联苯醚(PBDEs)是一类受到广泛关注的持久性有机污染物,能在生物体内积累、代谢并具有内分泌干扰毒性,其在生物体内代谢为OH-PBDEs等代谢产物是影响其毒性的关键过程,国内外虽然在其代谢产物的检测分析方面做了不少工作,但对代谢机理及其代谢活性与PBDEs分子结构之间的内在关系研究还非常缺乏。本课题以2-10取代的典型PBDEs为研究对象,开展其肝脏组织体外模拟代谢研究,在对PBDEs代谢动力学和代谢产物进行分析的基础上,鉴定代谢过程涉及的关键代谢酶,通过三维分子模拟技术研究PBDEs在生物体内与相关代谢酶的相互作用过程,从分子水平上揭示其代谢机理,通过PBDEs结构与其代谢活性的三维定量结构-活性相关分析,预测PBDEs的结构与其体内代谢有效性的定量关系。其创新点体现在实验技术与理论模拟的有机结合阐明有机污染物的生物代谢机制。

结项摘要

多溴联苯醚(PBDEs)是一类受到广泛关注的持久性有机污染物,能在生物体内积累、代谢并具有内分泌干扰毒性,其在生物体内代谢为OH-PBDEs等代谢产物是影响其毒性的关键过程,对代谢机理及其代谢活性与PBDEs分子结构之间的内在关系研究还较少。本课题选取4,4’-二溴联苯醚(BDE 15)、2,4,4'-三溴联苯醚(BDE28)和2, 2’, 4,4’-四溴联苯醚(BDE 47)三种典型PBDEs为研究对象,分别建立了鲫鱼肝脏和猪肝微粒体的提取方法和部分P450酶系亚族活性测定方法;采用这两种肝脏微粒体建立了PBDEs体外代谢系统;分别考察了鲫鱼和猪肝微粒体对BDE15、BDE28和BDE47的代谢过程,鉴定了代谢产物,发现BDE15在鲫鱼和猪肝微粒体和S9组分中都能发生羟基化代谢形成两种OH-BDE15,BDE15在鲫鱼肝脏亚细胞组织中还能发生醚键断裂形成溴酚,BDE47在鲫鱼微粒体中没有检测到代谢产物,但可被猪肝微粒体代谢,通过1,2-转移机制生成两种羟基化四溴联苯醚和醚键断裂形成2,4-二溴苯酚,但未检测到直接羟基化产物。与鲫鱼通过水相暴露、食物暴露和直接注射暴露PBDE体内原位的代谢产物比较,发现PBDEs能够在鲫鱼体内和体外代谢中形成的产物相同,猪肝微粒体体外代谢形成的产物与鲫鱼肝脏代谢产物也基本一致。通过竞争抑制实验初步确定了可能与PBDE代谢有关的酶为细胞色素P450酶系中的CYP1A和CYP3A亚型,BDE15和BDE47对表征CYP1A亚型的 EROD活性抑制类型为竞争性抑制,可能是因为其与乙氧基试卤灵共同竞争CYP1A的活性位点,间接证明PBDEs能够与CYP1A结合并被其代谢;对猪肝微粒体代谢BDE15的酶动力学研究显示其代谢不符合单酶单底物模型,而是由两种代谢能力相似的酶共同作用的结果,进一步证明细胞色素P450酶系中的CYP1A和CYP3A亚型对PBDEs的肝脏代谢均有贡献。采用分子模拟技术,构建了CYP3A的三维分子结构,并通过分子对接分析了PBDE及其代谢产物羟基化PBDE和溴酚与CYP3A的结合过程,发现3´-OH-BDE7的构象位于 CYP3A4活性中心Heme的上面,并且能够和Ala305形成氢键,使底物进一步接近Heme中心的Fe原子,从而更容易使其苯环上发生羟基化反应。从分子水平上揭示了PBDEs肝脏代谢的机理和构效关系。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
猪肝微粒体体外代谢2,2’,4,4’-四溴联苯醚
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    环境科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴若函;沈梦楠;张圣虎;高士祥;WU Ruo-han,SHEN Meng-nan,ZHANG Sheng-hu,GAO Shi-xi
  • 通讯作者:
    WU Ruo-han,SHEN Meng-nan,ZHANG Sheng-hu,GAO Shi-xi
Metabolism of polybrominated diphenyl ethers and tetrabromobisphenol A by fish liver subcellular fractions in vitro
鱼肝亚细胞组分对多溴二苯醚和四溴双酚 A 的体外代谢
  • DOI:
    10.1016/j.aquatox.2012.02.010
  • 发表时间:
    2012-06-15
  • 期刊:
    AQUATIC TOXICOLOGY
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Shen, Mengnan;Cheng, Jie;Gao, Shixiang
  • 通讯作者:
    Gao, Shixiang
白腐菌锰过氧化物酶对2,2’,4,4’-四溴联苯醚的降解
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    环境科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阮久莉;王勐;毛亮;高士祥
  • 通讯作者:
    高士祥
QSBR Study on the Biodegradation Rate Constant of Chloro-phenol Compounds
氯酚类化合物生物降解速率常数的QSBR研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
    Chinese J. Struct. Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gao Shi-xiang;Wang Zun-yao;Chen Yi-jun;Mao Liang
  • 通讯作者:
    Mao Liang

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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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表面活性剂Tween80和β-环糊精对白腐菌降解多环芳烃的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    南京大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛亮;高士祥;罗坤;丁娟;周娟
  • 通讯作者:
    周娟

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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