三種手性農(nóng)藥對映體選擇性種間CYP450代謝差異研究.pdf

1、研究背景:手性農(nóng)藥的廣泛使用，使其不可避免的進(jìn)入到各種環(huán)境系統(tǒng)，進(jìn)而可通過各種介質(zhì)和途徑進(jìn)入生物體內(nèi)，造成傷害。同一手性農(nóng)藥的不同對映體，由于生化特性的不同，進(jìn)入環(huán)境后往往具有不同的環(huán)境行為，其對生物及人體的生理作用也具有對映體選擇性差異，從而導(dǎo)致一系列截然不同急慢性毒性作用。但長期以來，外消旋的手性農(nóng)藥都被當(dāng)作一種化合物來研究其環(huán)境行為和生態(tài)毒性效應(yīng)。近年來有關(guān)手性農(nóng)藥對映體選擇性環(huán)境毒性的研究已經(jīng)引起了人們的熱切關(guān)注。另外，由于不同

2、物種對進(jìn)入其體內(nèi)的手性化合物的對映體選擇性降解存在明顯的種間差異，導(dǎo)致其在不同物種體內(nèi)呈現(xiàn)不同的濃度和ER值，從而造成的急慢性毒性效應(yīng)也會存在種間差異。當(dāng)前的研究已經(jīng)關(guān)注到這一現(xiàn)象，但沒有深入探討，關(guān)于手性農(nóng)藥對映體選擇性種間代謝差異的原因，也未見報道。
　　研究方法:實驗選取目前世界上使用最為廣泛，且能代表殺蟲、除草和殺菌三種主要類型的手性農(nóng)藥:氟蟲腈、禾草靈和甲霜靈為研究對象，以人肝癌細(xì)胞系(HepG2)、大鼠肝癌細(xì)胞系(H4

3、IIE)、雞肝癌細(xì)胞系(LMH)和草魚肝臟細(xì)胞系(L8824)這幾種能代表高等脊椎動物的細(xì)胞系為研究模型。分別研究這三種手性農(nóng)藥在上述物種細(xì)胞內(nèi)代謝時主要的CYP450酶的誘導(dǎo)情況，看是否存在明顯的種間差異。進(jìn)而以甲霜靈為例，用UPLC-MS/MS測定其經(jīng)過這四種細(xì)胞代謝24h后的殘留及ER值的變化情況，比較其對映體選擇性種間代謝差異，和上述酶活實驗結(jié)果的種間差異性相互映證。并通過添加不同的CYP450的特異性抑制劑，來進(jìn)一步驗證上述對

4、映體選擇性種間代謝差異的產(chǎn)生與特定的CYP450酶被誘導(dǎo)之間的關(guān)系。
　　研究結(jié)果:酶活實驗中，不同的手性農(nóng)藥在同種物種細(xì)胞內(nèi)代謝時，細(xì)胞內(nèi)主要的CYP450酶的誘導(dǎo)情況是不一樣的，且同種手性農(nóng)藥在不同物種細(xì)胞體內(nèi)代謝時，誘導(dǎo)的CYP450酶的種類也存在種間差異，添加特異性的CYP450抑制劑后，這些誘導(dǎo)的酶活可以得到相應(yīng)的抑制。分析實驗中，甲霜靈經(jīng)四種物種細(xì)胞代謝后，兩種對映異構(gòu)體的殘留和ER值的情況變化存在明顯的種間差異。He

5、pG2、H4IIE和LMH細(xì)胞選擇性代謝S-甲霜靈，L8824細(xì)胞選擇性代謝R-甲霜靈。并且，添加上述酶活實驗中被誘導(dǎo)的CYP450酶的特異性抑制劑后，這些差異和變化都得到了相應(yīng)的抑制。
　　研究結(jié)論:本研究表明，手性農(nóng)藥在不同物種細(xì)胞內(nèi)代謝時存在明顯的對映體選擇性種間代謝差異，經(jīng)過不同物種細(xì)胞代謝后，手性農(nóng)藥會呈現(xiàn)不同的ER值;并且種間代謝差異的產(chǎn)生與特定的CYP450酶被誘導(dǎo)有關(guān)，抑制相應(yīng)的CYP450酶活后，這些對映體選擇性