有机磷酸酯阻燃剂（Organophosphate esters，OPEs）和双酚类化合物(Bisphenol compounds，BPCs)是在环境中广泛存在、严重危害人类健康的新型污染物，毒理学研究表明这些污染物能够对生物体造成多种损害，如神经毒性、生殖发育毒性、内分泌干扰效应和致癌性等。目前有关这些污染物毒性的研究仍然主要集中于动物实验、细胞水平或亚细胞水平，分子水平的研究相对较少。尤其其毒性作用机制的复杂性，到目前为止尚不清楚。蛋白质糖基化是蛋白质翻译后修饰最重要、最常见的一种共价修饰方式，是蛋白质功能的一种重要调节机制。其中，O位糖基化形式在生物体内分布最广。在哺乳动物体内最常见的O位糖基化形式是O连接N-乙酰葡糖胺(O-GlcNAc)和O连接N-乙酰半乳糖胺(O-GalNAc)。目前研究表明，O-GlcNAc糖基化高度动态可逆，参与信号传导、基因转录与翻译、调节细胞周期、介导应激反应通路等多种生物过程。其中负责催化糖基化的糖基（或去糖基）转移酶的活性会受到小分子化合物的调控。O-GlcNAc糖基化过程涉及作用相反的两种酶系:O-GlcNAc糖基转移酶(OGT)和糖苷酶(OGA)，O-GlcNAc水平异常会引起神经退行性疾病、心血管疾病及肿瘤等的发生。已有研究表明:污染物的毒理效应可以在基因水平、转录水平和蛋白表达水平上反映出来。但是，在基因表达的整个过程中，蛋白质翻译后修饰具有十分重要的作用，细胞的许多生理功能，都是通过动态的蛋白质翻译后修饰来实现的。而OPEs和BPCs是否会干扰蛋白质糖基化过程及可能的干扰机制，这些问题也是影响这些污染物毒性和致病性的因素，有关这方面的研究还鲜有报道。本论文分别从分子水平和细胞水平两个层面，系统研究了污染物与蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰酶OGT和OGA的相互作用、作用后酶蛋白的催化活性变化、酶蛋白基因和蛋白表达水平的变化、细胞内酶活性变化及后续生物学效应（包括与神经疾病有关的一些关键蛋白糖基化水平的变化、细胞功能如增殖、自噬、凋亡等的变化），由此阐明污染物通过干扰酶蛋白活性导致细胞内酶蛋白功能障碍和毒性效应的分子机制。同时结合分子对接模拟技术，探讨污染物毒性效应与其化学结构之间的关系，发现污染物的毒性效应取决于它们与酶蛋白的结合模式和作用位点，且其效应强度与二者的结合能力基本一致，范德华力、疏水、氢键、静电、π-π等多种弱相互作用的协同贡献于二者的结合。本论文主要包括以下两部分研究内容:　　1.OPEs对OGT活性的干扰效应及干扰机制研究。　　本工作建立了一种简单、快速、免标记的蛋白质可逆糖基化电化学传感检测方法，在氧化铟锡(ITO)电极表面通过共价方式固定含酪氨酸的多肽分子，该分子为糖基（或去糖基）转移酶的底物。以多肽分子中的酪氨酸作为电化学信号探针，通过电子媒介体Os(bpy)32+催化放大酪氨酸的电化学信号。利用多肽糖基化前后蛋白酶对其水解能力的差异，导致体系酪氨酸电催化信号的改变，实现对多肽可逆糖基化反应的检测。利用建立的电化学方法，筛查环境污染物对多肽糖基化过程的干扰效应，其中污染物的种类包括12种有机磷酸酯(OPEs)、7种双酚类化合物(BPCs)、12种二噁英类物质和14种羟基多溴联苯醚。结果表明:只有3种芳香取代和3种氯代取代OPEs对OGT活性表现出较强的抑制效应，IC50为0.5～6.1μM。而烷基取代OPEs和其它污染物则无抑制效应。分子对接结果揭示出抑制效应的差异取决于二者的结合模式，主要受OPEs取代基团的影响。在非毒性剂量下，在细胞水平进一步验证这种抑制作用及后续产生的生物学效应，研究表明这6种OPEs可明显抑制PC12细胞内OGT的活性，并导致Nup62和Tau蛋白的O-GlcNAc糖基化水平也出现明显下降。此外，与单独暴露OGT已知抑制剂对照组相比，共暴露OPEs后，细胞内ROS、Ca2+的产生量增多，细胞自噬增强，细胞增殖受到明显增强地抑制，揭示出OPEs可能是通过抑制OGT活性产生这些生物效应。分子对接结果揭示出OPEs与OGT的结合与OPEs疏水性及取代基团的种类有关。我们的研究表明，OGT可能是OPEs产生神经毒性的一个生物靶点，为OPEs神经毒性分子机制的阐释提供了一条新线索。　　2.BPCs对OGA活性的干扰效应及干扰机制研究。　　利用建立的电化学传感检测方法，筛查以上4类环境污染物对多肽去糖基化过程的干扰效应。结果表明:7种BPCs对OGA活性表现出明显的抑制效应。抑制常数为8.1～37.8μM。其中四溴双酚A的抑制作用最强。而且，在非毒性剂量下，这7种BPCs对PC12神经细胞内OGA的活性也表现出明显的抑制效应，全细胞O-GlcNAc糖基化水平出现不同程度地升高，AKT和CREB蛋白的O-GlcNAc糖基化水平也出现明显上升。并且，与暴露OGA已知抑制剂对照组相比，随着共暴露BPCs浓度的升高，PC12细胞凋亡明显增加，揭示出BPCs可能通过抑制OGA活性来增强细胞凋亡。分子对接结果表明BPCs与OGA的不同结合模式和键合残基导致抑制效应的差异。本研究将为BPCs诱发神经毒性提供一个可能的分子机制。