细胞色素P450酶系及其在毒理学上的应用

综述了细胞色素P450酶系在生物有机体中催化代谢外来化合物的 影响因素。作为生物体内的混合功能氧化酶系统的重要组成部分。P ytP450酶系（Cytochrome P450）在毒理学上的意义是作为早期预警系统来监测和预报环境污染状况的。在实际应用中，常以动物（多以鱼作为实验材料）肝脏中P450酶系的诱导作为评价多环芳烃、多氯联苯、二恶英、石油烃类环境污染状况的最灵敏的生物学反应之一。对P450作为生化指标的优点和局限性也进行了探讨。     

P450酶系对污染物的生物指示和催化降解机制

细胞色素P450酶系是广泛存在于不同生物体内的含有多种超家族CYP450血红素蛋白或相同结构域的一系列酶,是多组分电子传递链的终端氧化还原酶。最新研究发现,利用P450在生物体内的含量/活性与污染物浓度的定量响应关系可实现环境污染的早期预警和诊断,对环境污染的监测和预报具有重要意义。更重要的是,P450酶系被认为是生物对内源或外生污染物代谢途径的启动催化因子。P450的脱卤化、羧基化、脱烷基化、环氧化等催化作用在诱导污染物的分解代谢过程中起核心作用。本文综述了P450酶系的结构、催化过程和诱导抑制机理,分析了其在环境污染物的生物指示和催化降解中的应用进展,以便为利用P450进行环境预警和生物修复提供系统的理论和技术支持。     

白腐真菌细胞色素P450的诱导及检测方法研究

以CO结合差光谱为基本检测法,研究了白腐真菌黄孢原毛平革菌中细胞色素P450的诱导和适宜的分离检测方法.结果表明,正己烷对该真菌P450有显著的诱导作用,P450诱导量受正己烷浓度和诱导时间的影响,每小时投加正己烷2μL/mL、诱导6 h可使该真菌微粒体P450比浓度高达140~160 pmol/mg.在此基础上,本研究优化了分离P450时破碎细胞的方法以及光谱法检测P450的条件.破碎细胞时,采用高速分散结合玻璃研磨,比采用玻璃研磨、超声破碎和珠磨等方法分离的微粒体P450含量高1~5倍,是更为适宜的破碎方法.检测CO结合差光谱时,通气和还原条件对P450检测值有显著影响,较适宜的条件为:样品池和对照池分别通入等量的CO和N2,通气流量为3 mL/min(300μL样本),通气时间40 s;通气后投加还原剂低亚硫酸钠,投加浓度为0.4 mol/L.     

细胞色素P450代谢污染物的化学模拟与优化

利用Fe2+EDTAH2O2联氨混合体系模拟了生物细胞色素P450的代谢功能,选择三氯乙烯作为典型污染物与模拟体系反应,产生的活性中间体与4(对硝基苄基)吡啶(NBP)反应生成紫红色物质,用分光光度法检测.根据产生活性中间体的多少对模拟体系的组成和反应条件进行了优化,对活化机理进行了初步探讨.结果发现联氨等还原剂的存在对模拟体系的代谢活化能力有重要影响,是体系区别于Fenton试剂的重要标志.在优化条件下,低至2×10-6mol·L-1的三氯乙烯在模拟体系中可以代谢产生活性中间体,表明该体系能够较好地模拟细胞色素P450的代谢功能.     

蚯蚓细胞色素P450生物标记物方法研究

以蚯蚓(Eisenia fetida)为试验动物,通过强化预处理(盐水洗脱)、改变离心力和溶解微粒体膜等实验,建立了蚯蚓细胞色素P450含量的定性、定量测定方法.在此基础上,以多环芳烃(菲)为供试外源污染物,分别以滤纸接触法和土壤投加法,进行了蚯蚓细胞色素P450含量与菲污染诱导的量-效关系试验.结果表明,增加和调整离心力,加入增溶剂等方法,可有效去除干扰,使蚯蚓微粒体样品的450峰值由完全被干扰掩盖(在455～457nm处滞后出现),转变为在450nm±1nm达到最大值.滤纸接触试验(10^-6,10^-5,10^-4,10^-3和10^-2mg·mL^-1)和土壤染毒试验(1,2,4,8 mg·kg^-1)均表明,蚯蚓体内P450含量与菲浓度存在量-效关系.对土壤染毒不同诱导时间(1,3,7,14,28d)的测定结果表明,不同浓度的菲对蚯蚓毒性为诱导刺激(7d)效应和诱导抑制(14d和28d)效应,导致蚯蚓体内P450总量分别为对照组的0.99～1.41倍及0.77～0.88倍(p<0.05).蚯蚓细胞色素P450含量测定方法具有简单、快速、低耗、敏感的优点,是适合于土壤低剂量污染暴露毒性诊断的生物标记物指标.     

二噁英对非洲爪蛙细胞色素P450表达的影响

二噁英(代DD)是一类毒性较强的环境污染物质.试验使用印记法定量检测了非洲爪蛙芳烃基受体(从R)及其核内的转录因子(Amt),细胞色素P450(CYP)中的CYP1A6 mRNA及CYP1A7 mRNA;用免疫反应检测了CYP1A蛋白质的表达.结果表明:TCDD的染毒没有引起AhR和Arnt表达量的增加,但引起CYP1A6 mRNA及CYP1A7 mRNA表达的极显著增加,以及CYP1A蛋白质的强烈表达;TCDD强烈诱发非洲爪蛙CYP1A,且存在质量浓度依存性,使用CYP1A作为环境危险性评价具有一定的可探讨性.      

Cytochrome P450 BM3 of Bacillus megaterium—A possible endosulfan biotransforming gene

Computing chemistry was applied to understand biotransforrnation mechanism of an organochlorine pesticide, endosulfan. The stereo specific metabolic activity of human CYP-2B6 （cytochrome P450） on endosulfan has been well demonstrated. Sequence and structural similarity search revealed that the bacterium Bacillus megaterium encodes CYP-BM3, which is similar to CYP-2B6. The functional similarity was studied at organism level by batch-scale studies and it was proved that B. megaterium could metabolize endosulfan to endosulfan sulfate, as CYP-2B6 does in human system. The gene expression analyses also confirmed the possible role of CYP-BM3 in endosulfan metabolism. Thus, our results show that the protein structure based in-silico approach can help us to understand and identify microbes for remediation strategy development. To the best of our knowledge this is the first report which has extrapolated the bacterial gene for endosulfan biotransformation through in silico prediction approach for metabolic gene identification.     

Study on the action and mechanism of humic acids in Kaschin-Beck disease

Humic acids, especially FA in fractions, contain more oxygen functional groups. In this experiment, on the basis of confirming the action of humic acids on KBD, what was studied is the biological effects of one of main oxygen functional groups, hydroxy group (-OH). The results indicate that inducing pathologic process of KBD, obviously decrease the GSH-Px activity and induce peroxidation membrane injury of tissue. The SOD activity increase in the tissues caused by oxygen functional groups showed that enhancing of free radical reaction should not be neglected.     

微塑料对结冰过程中环境因子迁移的影响

为探究结冰过程中微塑料赋存对典型环境因子(总氮、总磷、盐度、化学需氧量、悬浮物)等分布及迁移规律的影响,采用室内模拟的方式研究不同条件下(结冰比例、结冰温度及方式、初始浓度)各典型环境因子在冰-水相间的分布及迁移规律,采用物质分配系数(K)表征环境因子的迁移能力。结果表明,结冰过程中冰体对环境因子具有排斥作用,不同条件下微塑料赋存对环境因子的分布规律均有一定程度的影响,由于微塑料自身特性致使原本应迁移至冰下水体中的环境因子部分滞留于冰体中,导致冰体中环境因子浓度的提高,为对照组冰体中环境因子浓度的1.13~1.49倍;同时使冰下水体中环境因子浓度下降,为对照组冰下水体中环境因子浓度的0.73~0.93倍;微塑料的赋存同时导致环境因子分配系数K值提高0.04~0.18,致使环境因子向冰下水体迁移的能力下降,但微塑料的赋存并未改变结冰过程中环境因子由冰体向冰下水体迁移的趋势,微塑料对于环境因子的携带作用小于冰体对环境因子的排斥作用;同时不同条件下结冰过程中微塑料对环境因子分布与迁移机理的影响均可以从结晶学角度与共晶理论得到解释。     

陕西省成品油供应链现状及优化建议

介绍了陕西省成品油生产、消费、流通等环节的现状,针对各环节潜在问题提出了优化建议:加强采炼销环节管理,实现采炼销动态平衡;加强配送中心建设,高效链接一次物流和二次物流环节;加强信息网络建设,高度集成各环节管理系统和油品信息资源;加强全链条环节的油气回收,建立污染排放清单。     

物流产业集聚对碳排放跨区域转移的作用机制

基于2002～2015年中国多区域投入产出表(MRIO)数据,结合中介效应和动态门槛效应模型,检验物流产业集聚对物流业碳转移的影响机制,并拓展性地就物流产业集聚对物流业碳转移方向的非对称性影响进行研究.结果表明:物流产业集聚与碳转移之间呈显著的正向关系.物流产业集聚不仅直接促进碳转移,还通过信息化运作和交通运输压力作用...     

提高建设项目环境影响评价质量的对策建议

针对目前我国环评机构鱼龙混杂,环评从业人员素质良莠不齐,建设项目环评质量亟待提高等问题,本文就环评过程中存在的问题和不足进行剖析,并就如何提高建设项目环评质量提出对策建议。     

洗涤剂对水环境的风险及防控对策建议

随着我国经济社会的快速发展和人民生活水平的不断提高,新兴有毒有害污染物的排放使流域水环境污染风险不断加大,严重影响水环境安全。以洗涤剂中的抗菌剂三氯生(triclosan,TCS)和三氯卡班(triclocarban,TCC)为研究对象,梳理了其来源和毒性;并以东江流域为例开展研究,分析TCS在水-沉积物中的检出率及分布特征。结果表明:TCS和TCC在东江流域水体中最大浓度分别为168和269 ng/L,在悬浮物中最大浓度分别为297和431 ng/L,在沉积物中最大浓度分别为656和2 723 μg/kg,TCS和TCC已成为东江流域主要的高风险化学物质。关注流域环境风险物质,推动我国生态洗涤,尽可能减少新兴有毒有害污染物对人体和水环境的影响是当前流域水环境风险管理的主要任务之一。     

生物炭固定耐镉菌群对Cd2+的吸附及作用机制

从广西某硫化尾矿中分离出一耐镉菌群,将其固定在生物炭上制成固定化菌剂.同时,探究了生物炭种类、添加量、溶液pH、Cd²⁺初始浓度对固定化菌剂吸附Cd²⁺性能的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线、16S rDNA、SEM、FTIR、XPS等分析测试手段研究了固定化菌剂对Cd²⁺的吸附过程和作用机制.结果表明,竹生物炭制备的固定化菌剂(ZBCM)对Cd²⁺的吸附效果最佳,在Cd²⁺浓度为20 mg·L^-1、pH=6、生物炭投加量为3 g·L^-1的条件下,ZBCM对Cd²⁺的吸附率达89.49%,较生物炭和单菌群的吸附率分别提高了54.6%和53.51%.从属水平上看,菌群主要由梭状芽孢杆菌、毛梭菌和产己酸菌构成,ZBCM吸附Cd²⁺后优势菌变为副梭菌、毛梭菌和贪铜菌,贪铜菌丰度的增长增强了ZBCM对Cd²⁺的络合和生物积累作用.ZBCM对Cd²⁺的吸附...     

细河流域水污染现状分析与建议

本文分析了阜新细河流域水污染特点,提出了有针对性的治理建议,为保障流域水质达标及城市可持续发展提供参考。     

长江流域生态安全问题及建议

长江流域的生态安全问题直接影响到我国社会经济的可持续发展。根据长江干流地区生态环境特征、问题及其生态功能将其划分成5个生态区段,分别指出各自存在的重大生态安全问题,并提出建立科学合理的流域生态补偿机制和新颖的管理模式是确保长江生态安全的关键措施。     

微生物絮凝剂MBFGA1的结构鉴定及絮凝机理研究

以对高岭土的絮凝率为指标对GA1发酵液中各组分的絮凝活性进行预分析,确定MBFGA1精产品为该絮凝剂的核心有效成分.通过丙酮沉淀法提取MBFGA1粗产品,经Sevage试剂纯化后得到MBFGA1精产品,采用全波长扫描、苯酚-硫酸法及考马斯亮蓝法鉴定精产品为多糖类物质,并经2次凝胶过滤层析分离获得MBFGA1-1和MBFGA1-2两组分;分别使用电镜(ESEM)、红外光谱(FTIR)、高效液相色谱(HPLC)以及气相色谱(GC)对MBFGA1、MBFGA1-1和MBFGA1-2进行检测分析.结果显示MBFGA1为线性长链状分子结构,多糖主链上单糖间的连接主要为α-型糖苷键,含有羟基,羧基,甲氧基等有利于絮凝的基团;高效液相色谱和气相色谱测定MBFGA1-1分子量为1.18′106D,单糖组成为0.3木糖:1甘露糖:1.09葡萄糖,另含有少量鼠李糖;MBFGA1-2分子量为3.08′103D,单糖组成为0.68鼠李糖:0.28木糖:1.82甘露糖:1半乳糖:3.73葡萄糖.根据分析结果推测絮凝机理主要为吸附架桥,其中MBFGA1的大分子量以及所含的极性基团使得絮凝剂长链结构分子能够充分伸展,较好地发挥吸附架桥作用.