P450酶活性中心催化全氟烷基羧酸前体化合物的代谢转化路径研究

P450酶催化的前体物质代谢转化是全氟烷基羧酸(PFCAs)重要的间接暴露途径,然而相关反应路径及产物尚不清楚。本研究以多氟烷基磷酸酯(PAP)、氟调聚磺酸(FTS)和氟调聚醇(FTOH)为模型前体,基于密度泛函理论(DFT)计算,揭示了P450酶活性中心(Cpd Ⅰ)催化PFCAs前体的代谢反应机制。DFT计算发现,3种前体经Cpd Ⅰ催化的烷基C_α—H键羟基化及中间体脱烷基重排两步反应,被转化为氟调聚醛(FTAL)中间产物。FTAL可再次被Cpd Ⅰ氧化,经醛基C—H键羟基化生成氟调聚羧酸(FTCA),与体外实验检测的产物一致。3种前体与Cpd Ⅰ的C_α—H反应能垒依次为PAP < FTOH < FTS,PAP反应最容易。对比不同碳链长度的前体发现,PAP分子链长越短,其与Cpd Ⅰ的羟基化反应能垒越低,更容易被转化为PFCAs。值得注意的是,反应中间体的预测水生急性毒性普遍强于母体及产物。本研究揭示了PFCAs前体的P450酶促转化路径及产物,有望为PFCAs的生物转化归趋、内暴露及健康风险预测奠定科学依据。