1-氯-3-丁烯-2-醇通过大鼠肝微粒体代谢研究

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1、中图分类号：单位代号：10280密级：学号：15722272硕士学位论文SHANGHAIUNIVERSITYMASTER’SDISSERTATION题1-氯-3-丁烯-2-醇通过大鼠肝微粒体代目谢研究作者王也学科专业环境工程导师张新宇完成日期2018年6月上海大学硕士学位论文上海大学工学硕士学位论文1-氯-3-丁烯-2-醇通过大鼠肝微粒体代谢研究姓名：王也导师：张新宇学科专业：环境工程上海大学环境与化学工程学院2018年6月III上海大学硕士学位论文AThesisSubmittedtoShangh

2、aiUniversityfortheDegreeofMasterinChemicalEngineeringandTechnologyStudiesoftheMetabolismof1-Chloro-3-buten-2-olwithRatLiverMicrosomesMECandidate：YeWangSupervisor：ProfessorXin-YuZhangMajor：EnvironmentalEngineeringSchoolofEnvironmentalandChemicalEnginee

3、ring，ShanghaiUniversityJune2018IV上海大学硕士学位论文摘要1,3-丁二烯（简称丁二烯）是一种重要的石油化工产品，主要用于合成橡胶和塑料。它是一种致癌性空气污染物，广泛存在于大气中，主要来源是汽车尾气以及生物质的不完全燃烧。丁二烯致癌性源于其在体内的代谢，目前已知的代谢途径有两条：一条是被细胞色素P450酶（简称P450酶）代谢为3,4-环氧-1-丁烯，然后进一步代谢为多种代谢产物；另一条是在H2O2和Cl-存在下，被髓过氧化酶（myeloperoxidase，MPO

4、）代谢为1-氯-3-丁烯-2-醇（也称1-氯-2-羟基-3-丁烯，1-chloro-2-hydroxy-3-butene，CHB），CHB可被乙醇脱氢酶代谢为1-氯-3-丁烯-2-酮（1-chloro-3-buten-2-one，CBO）。CBO具有较强的细胞毒性和遗传毒性，与DNA反应生成多种DNA加合物。但CHB被P450酶的代谢迄今尚未报道过。本文研究了CHB在大鼠肝微粒体作用下的代谢，发现CHB被代谢为1-氯-3,4-环氧-2-丁醇（1-chloro-3,4-epoxy-2-butanol

5、，CEB）和CBO两种产物。P450酶的广谱抑制剂1-苄基咪唑可完全抑制CEB和CBO产生，而P4502E1酶的特异性抑制剂4-甲基吡唑只能部分抑制CEB和CBO形成，说明CHB在大鼠肝微粒体作用下产生CEB和CBO的代谢是P450酶介导的。由于CEB分子中含有两个手性碳原子，所以可以检测到两个CEB立体异构体，命名为D-CEB和M-CEB，其结构被确定分别为2S,3R-/2R,3S-CEB和2R,3R-/2S,3S-CEB。M-CEB产量比D-CEB高50-80%。CEB和CBO产量随时间而增加

6、，在10-50min（对于CBO为20-50min）范围内呈线性关系。代谢过程遵循Michaelis-Menten动力学，测得的Km和Vmax值分别为6.4±0.7mM和0.10±0.01nmol/min/mg蛋白（D-CEB），4.2±0.5mM和0.16±0.01nmol/min/mg蛋白（M-CEB），4.0±0.5mM和4.6±0.5nmol/min/mg蛋白（CBO）。因此，CBO是CHB通过大鼠肝微粒体代谢的主要产物。此外，通过彗星实验发现CEB具有遗传毒性，在浓度≥50μM时两种CE

7、B异构体均可以引起DNA损伤。综上所述，CHB被P450酶代谢产生CEB和CBO，而CBO为主要代V上海大学硕士学位论文谢产物。因此CEB和CBO的产生可作为CHB形成的证据。这些产物也可能帮助解释CHB的毒性。关键词：1,3-丁二烯；代谢；大鼠肝微粒体；1-氯-3-丁烯-2-醇；1-氯-3-丁烯-2-酮；1-氯-3,4-环氧-2-丁醇VI上海大学硕士学位论文ABSTRACT1,3-Butadiene(BD)isanimportantpetrochemicalmanufacturedinlarge

8、amountsandisusedprimarilytoproducesyntheticrubberandplastics.Itisacarcinogenicairpollutantandisubiquitouslypresentintheatmospherewiththemajorenvironmentalsourcebeingtheexhaustfromautomobileandincompletecombustionofbiomass.TheBDcarcinogenicitys