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

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(BDE_C-H)与氢提取反应的活化能（ΔE^*）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...     

雄烯二酮长期暴露对食蚊鱼肝脏生物转化酶系的影响

为了研究雄烯二酮(4-androstene-3,17-dione,AED)长期暴露对食蚊鱼(Gambusia affinis)肝脏7-乙氧基-3-异酚恶唑脱乙基酶(EROD)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)的影响,分别利用不同浓度的AED(0.14、1.4、14、140 nmol·L-1和420 nmol·L-1)对食蚊鱼仔鱼进行180 d的水浴暴露,同时设丙酮和空白对照组,分别于第180天取样后测定肝脏的EROD和GST活性.结果表明,与对照组相比,AED对食蚊鱼雌性幼鱼的体重和体长均起到显著的抑制作用,对食蚊鱼雄性幼鱼的体重和体长的影响不明显,只有最高浓度起抑制作用.AED对食蚊鱼幼鱼EROD的抑制作用与暴露浓度呈显著的剂量关系.各浓度组AED对雌性食蚊鱼幼鱼和雄性食蚊鱼幼鱼GST活性的影响大致呈现出倒"U"曲线的趋势.     

全氟辛酸(PFOA)对菲律宾蛤仔体内酶活性的影响

采用半静态毒性实验方法,将菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)分别暴露于0.2、2、20μg·L-1的全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)中,在处理后第1、3、6、10、15、21天分别取样,测定整体组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、7-乙氧基异吩噁唑酮脱乙基酶(EROD)活性和过氧化脂质(LPO)含量。酶活性分析结果显示:PFOA对菲律宾蛤仔组织SOD、CAT和POD活性均呈现先促进后抑制的作用;低浓度组SOD活性在暴露第1天达到最高,显著高于对照组(P<0.01);中高浓度组SOD活性在暴露第6天达到最低;暴露1~15 d,低浓度组CAT活性均显著高于对照组(P<0.05);高浓度组CAT活性在暴露第6天得到显著诱导,其余时间基本处于抑制状态;中浓度组POD活性在暴露第3天即达到最高,高浓度组POD活性基本一直处于抑制状态;随着PFOA暴露时间的延长,菲律宾蛤仔组织LPO含量呈现了先降低后升高的趋势;各浓度组中EROD的活力都显著被诱导(P<0.01),与处理浓度呈正相关;中高浓度组的GST活性在胁迫期间变化比较显著,呈现诱导-抑制的变化规律。研究表明,PFOA暴露能够引起菲律宾蛤仔组织抗氧化酶和生物转化酶的变化,可以与其他敏感性指标一起作为指示早期海洋PFOA污染的生物标志物。     

环境中多溴联苯醚(PBDEs)的代谢转化研究现状

多溴联苯醚(PBDEs)作为一种溴系阻燃剂(BFRs),在多种环境介质和生物体内广泛存在且浓度逐年增加,因而越来越多地受到研究者关注.综合PBDEs各方面研究报道,认为其在环境中存在生物和非生物两种转化方式.非生物转化主要是光降解,即PBDEs在光照条件下可通过自由基反应脱溴生成低溴同系物及多溴联苯呋喃(PBDFs).生物转化则包括微生物转化、生物体内转化和生物体外代谢,其转化代谢途径除脱溴外,还有醚键断裂、羟基化和羟基化/脱溴等.对PBDEs在环境中不同转化方式的转化速率、转化途径和转化产物等的研究现状进行综述,对今后PBDEs在环境中归趋、生态风险和健康评价研究将起到一定的指导作用.     

磷化氢生物净化体系及抑制作用机理

在PH₃生物净化体系中添加呼吸链电子传递抑制剂,对比分析微生物生长代谢、磷的迁移转化、活性氧（ROS）产生及氧化酶活性等变化规律.当鱼藤酮或抗霉素A分别添加至R1、R2PH₃生物反应器后,其微生物体O₂^-·含量在运行时间14~17d期间的平均值分别上升至0.68,0.96mmol/g,明显高于空白对照组R0反应器.除自由基O₂^-·外,另一类型的活性氧HO·也存在于PH₃净化系统中;受累积的活性氧影响,生物体内丙二醛（MDA）含量处于较高水平,PH₃净化效率通常不超过75%,添加抑制剂的R1与R2反应体系在15~17d期间PH₃平均去除率分别下降至65.1%、59.5%.pH值、ROS含量以及氧化酶活性等因素均明显影响PH₃生物净化效果,当Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺等金属阳离子迁移转运至微生物体内时,超氧化物歧化酶（SOD）与过氧化氢酶（CATase）活性得以不同程度的增强,可缓解活性物质O₂^-·或HO·导致的氧化胁迫作用,PH₃净化效能得以适度提升.     

环丙沙星胁迫猪粪生物转化中抗性基因微生物响应分析

抗性基因（Antibiotic Resistance Genes,ARGs）是一种新兴污染物,持续累积会引发环境健康风险,也可通过水平转移诱导耐药细菌产生,从而危害人类健康与国家生物安全.当前关于ARGs的研究多集中于水、土壤、大气等环境介质,固体废弃物领域ARGs研究尚局限于其丰度变化与影响因素方面,对抗生素-ARGs剂量-效应关系、导致ARGs丰度变化的微生物响应机制仍有待深入研究.基于此,开展了不同浓度水平环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）胁迫下猪粪堆肥试验,环丙沙星添加量分别为25 mg/kg（A25）、50 mg/kg（A50）、100 mg/kg（A100）,同时设置空白对照0 mg/kg（CK）.采用分子生物学手段、网络分析、统计学分析等方法,解析了不同浓度环丙沙星胁迫猪粪好氧堆肥过程中喹诺酮类ARGs丰度变化的微生物响应关系,并重点探讨了潜在宿主菌中致病菌的分布及其与ARGs的相关性.结果表明:①经堆肥处理,CK、A25和A100堆体中喹诺酮类ARGs总丰度均受到不同程度削减,A50堆体中ARGs总丰度未被削减（升高2.73倍）.而高温期除CK外,3个处理组中ARGs丰度均显著降低（P < 0.05）,表明堆肥高温期或是削减ARGs的关键阶段.②狭义梭菌属（Clostridium_sensu_stricto_1）、水微菌属（Aquamicrobium）、乳杆菌属（Lactobacillus）及交替赤杆菌属（Altererythrobacter）既是堆肥环境中优势菌属,也是喹诺酮类ARGs潜在宿主微生物,主要分布在厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）.③丰度较高的致病菌Clostridium_sensu_stricto_1和链球菌（Streptococcus）是喹诺酮类ARGs的潜在宿主菌,且至堆肥腐熟期,仍有部分致病菌均未被完全去除,可见猪粪堆肥过程中存在ARGs向致病菌转移的环境健康风险.研究显示,加强高温期干预调控,是有效阻控ARGs环境污染行为的关键节点,研究可为固废资源化过程中ARGs环境健康风险防控提供参考.      

8:2氟调聚羧酸在虾夷扇贝体内的蓄积、分布与转化

以虾夷扇贝（Patinopecten yessoensis）为受试生物,研究了8：2氟调聚羧酸（8：2FTCA）在虾夷扇贝不同组织（肝脏、鳃、性腺、外套膜、闭壳肌）中的蓄积、分布和生物转化特征.结果显示,8：2FTCA蓄积浓度最高的组织为肝脏,达峰值最快的组织为鳃.在8：2FTCA代谢过程中,检测到8：2氟调聚不饱和酸（8：2FTUCA）、7：3氟调聚羧酸（7：3FTCA）、全氟辛酸（PFOA）、全氟壬酸（PFNA）和全氟庚酸（PFHpA）5种代谢产物,其中7：3FTCA和PFOA为含量最丰富的2种代谢产物.它们主要分布在鳃和肝脏组织中,鳃和肝脏是8：2FTCA进行生物转化的主要器官,并且鳃组织中代谢产物的浓度最高.推测出虾夷扇贝体内8：2FTCA的生物转化路径,与虹鳟的生物转化行为相比,虾夷扇贝在代谢产物产量和半衰期上均有差异,说明水生生物的生物转化行为具有物种差异性.8：2FTCA在虾夷扇贝体内可转化为PFOA、PFNA和PFHpA等全氟烷基羧酸（PFCAs）,是虾夷扇贝体内PFCAs的一个间接来源.     

微生物苯丙氨酸解氨酶(PAL)/肉桂酸途径生物转化制L-苯丙氨酸酶源菌种选育

Ｌ苯丙氨酸（Ｌｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ,ＬＰｈｅ）是生化营养的必需氨基酸之一,作为临床医药用氨基酸输液、食品、饲料添加剂的必需成份和一些抗癌药物苯丙氨酸氮芥、甲酰溶肉瘤素等合成的中间体而得到广泛应用．自１９６５年天冬甜肽（Ａｓｐａｒｔａｍｅ,ＡＰＭ,阿斯巴甜）发现并开发生产以来,这一新型甜味剂日渐风行,导致对高光学纯度ＬＰｈｅ这一主要构成原料需求量激增,人们纷纷开展ＬＰｈｅ的研制生产．在众多生物合成途径中,肉桂酸酶法转化生产ＬＰｈｅ的研究开发因其原料易得价廉,倍受国内外的许多公司和…     

Effect of operating parameters on sulfide biotransformation to sulfur

A laboratory-scale bioreactor with polyethylene semi-soft packing was constructed and utilized to determine the efficlency of sulfide biotransformation to sulfur under various operating parameters. Sodium sulfide dissolved in tap water was pumped into the bioreactor as sulfide for biological desulfurization. The sulfide, sulfur and sulfate-S in the effluent and the sulfide purged as gas-phase HzS were determined to investigate the effects of operating parameters, such as pH, DO, hydraulic retention time （HRT）, temperature and salinity, on the sulfide oxidation products. The activity of bacteria was highest at pH 7.8-8.2. The maximal sulfide removal load was 7.25 kg/（m^3·day）, with a 322.07 mg/L influent sulfide concentration and 4.80 mg/L DO. The increase of DO value corresponds to a decrease in the sulfur yield. The reactor had the highest sulfide removal load and sulfur yield at 2.55 mg/L DO. HRT had little effect on desulfurization efficiency when the sulfide removal load was kept constant. The most effective desulfurization temperature was 33℃. The sulfide removal load decreased from 2.85 to 0.51 kg/（m^3.day） with increasing salinity from 0.5% to 2.5% （m/m）.     

Effect of fomesafen on glutathione S-transferase and cellulase activity and DNA damage in the earthworm (Eisenia fetida)

Biochemical responses and DNA damage of earthworm (Eisenia fetida) exposed to various concentrations of fomesafen (0, 10, 100, and 500 μg kg^?1) for 3, 7, 14, 21, and 28 days were investigated in vivo. Glutathione S-transferase (GST) activity was significantly stimulated upon treatment with 500 μg kg^?1 fomesafen for 21 days, while the cellulase activity was markedly inhibited after 14 days of treatment. On day 28, the activities of GST and cellulase had recovered to the level similar to that of controls. Low or mild DNA damage in earthworm was induced within 14 days of exposure, and the damage was reduced or disappeared with the extension of exposure.