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...