新聞動態(tài)廣州地化所在手性化合物手性選擇性代謝機制方面取得進展
手性是自然界普遍存在的一種分子不對稱現(xiàn)象。擁有相同分子量、分子結(jié)構(gòu)的不同手性異構(gòu)體在生物體內(nèi)往往表現(xiàn)出截然不同的生理活性和毒性。因此，手性問題在生命科學領(lǐng)域顯得尤為重要。環(huán)境污染物中也有不少屬于手性化合物。了解不同手性異構(gòu)體在生物體內(nèi)的差異性富集、代謝是正確認識和評價相關(guān)手性污染物生態(tài)風險的基礎(chǔ)。
多氯聯(lián)苯是一類具有三致作用的持久性有機污染物。在209種單體中，有19種單體存在著穩(wěn)定的手性對應(yīng)異構(gòu)體。手性異構(gòu)體的組成常常被用于示蹤污染物的生物代謝過程，但對于手性組成變化的具體機制一直鮮有研究。中國科學院廣州地球化學研究所麥碧嫻課題組博士生唐斌、羅孝俊研究員以鯉魚為研究對象，利用手性單體穩(wěn)定同位素技術(shù)，測定了飲食暴露條件下7種手性PCB單體（PCB45，91，95，132，149，174和183）的手性組成特征及每個手性單體的穩(wěn)定碳同位素組成，對手性變化的具體機制進行了初步的探索。
圖1：PCB、PBDE在代謝過程中的穩(wěn)定碳同位素分餾效應(yīng)
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，7種手性PCB單體中，PCB45，91，95存在明顯的手性組成變化，表明這3個單體存在手性選擇性的代謝過程。對每個手性單體的穩(wěn)定碳同位素組成的測定結(jié)果表明，PCB45的兩個手性異構(gòu)體的穩(wěn)定碳同位素均發(fā)生了分餾效應(yīng)，并且兩個異構(gòu)體的分餾系數(shù)基本相同。這一結(jié)果表明PCB45的兩個異構(gòu)體均參與了代謝過程，并且具有相同的代謝機制，導(dǎo)致手性組成變化的原因可能是在底物與酶結(jié)合的過程中存在手性選擇性，使得兩個異構(gòu)體參與反應(yīng)的速度存在差別。而PCB95和PCB91的兩個手性異構(gòu)體中只有一個異構(gòu)體的穩(wěn)定碳同位素組成發(fā)生了變化。這一結(jié)果表明，對這兩個化合物，手性組成發(fā)生變化的原因可能是只有一種異構(gòu)體參與了代謝過程。這與PCB45手性變化的機理完全不同。該實驗還同時實現(xiàn)了對PBDE單體脫溴代謝過程的穩(wěn)定同位素示蹤，第一次測得了BDE153在脫溴代謝過程中的穩(wěn)定碳同位素分餾系數(shù)。
圖2：三個PCB單體的手性異構(gòu)體在代謝過程中的同位素分餾效應(yīng)
該項目得到國家自然科學基金及973項目的資助。該成果發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域著名期刊《Environmental Science & Technology》上。論文信息：
Tang B， Luo X-J*，Zeng Y-H, Mai B-X. Tracing the Biotransformation of PCBs and PBDEs in Common Carp (Cyprinus carpio) Using Compound-specific and Enantiomer-specific Stable Carbon Isotope Analysis. Environmental Science & Technology, 2017, 51(5): 2705~2713.
有機地球化學國家重點實驗室 & 科技與規(guī)劃處 供稿
