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

作者：常新; 于晓梅; 傅志强^*

来源：生态毒理学报, 2023, 18(03): 55-67.

• 全氟烷基羧酸
• P450酶
• 生物转化
• 密度泛函理论
• 间接暴露
• 前体化合物

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(CpdⅠ)催化PFCAs前体的代谢反应机制。DFT计算发现，3种前体经CpdⅠ催化的烷基Cα—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CpdⅠ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CpdⅠ的Cα—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CpdⅠ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。

• 单位
  大连理工大学