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1,3-丁二烯（简称丁二烯）是一种重要的石油化工产品,主要用于合成橡胶和塑料。它是一种致癌性空气污染物,广泛存在于大气中,主要来源是汽车尾气以及生物质的不完全燃烧。丁二烯致癌性源于其在体内的代谢,目前已知的代谢途径有两条:一条是被细胞色素P450酶（简称P450酶）代谢为3,4-环氧-1-丁烯,然后进一步代谢为多种代谢产物;另一条是在H2O2和Cl-存在下,被髓过氧化酶（myeloperoxidase,MPO）代谢为1-氯-3-丁烯-2-醇（也称1-氯-2-羟基-3-丁烯,1-chloro-2-hydroxy-3-butene,CHB）,CHB可被乙醇脱氢酶代谢为1-氯-3-丁烯-2-酮（1-chloro-3-buten-2-one,CBO）。CBO具有较强的细胞毒性和遗传毒性,与DNA反应生成多种DNA加合物。但CHB被P450酶的代谢迄今尚未报道过。本文研究了CHB在大鼠肝微粒体作用下的代谢,发现CHB被代谢为1-氯-3,4-环氧-2-丁醇（1-chloro-3,4-epoxy-2-butanol,CEB）和CBO两种产物。P450酶的广谱抑制剂1-苄基咪唑可完全抑制CEB和CBO产生,而P4502E1酶的特异性抑制剂4-甲基吡唑只能部分抑制CEB和CBO形成,说明CHB在大鼠肝微粒体作用下产生CEB和CBO的代谢是P450酶介导的。由于CEB分子中含有两个手性碳原子,所以可以检测到两个CEB立体异构体,命名为D-CEB和M-CEB,其结构被确定分别为2S,3R-/2R,3S-CEB和2R,3R-/2S,3S-CEB。M-CEB产量比D-CEB高50-80%。CEB和CBO产量随时间而增加,在10-50 min（对于CBO为20-50 min）范围内呈线性关系。代谢过程遵循Michaelis-Menten动力学,测得的Km和Vmax值分别为6.4±0.7mM和0.10±0.01 nmol/min/mg蛋白（D-CEB）,4.2±0.5 mM和0.16±0.01nmol/min/mg蛋白（M-CEB）,4.0±0.5 mM和4.6±0.5 nmol/min/mg蛋白（CBO）。因此,CBO是CHB通过大鼠肝微粒体代谢的主要产物。此外,通过彗星实验发现CEB具有遗传毒性,在浓度≥50μM时两种CEB异构体均可以引起DNA损伤。综上所述,CHB被P450酶代谢产生CEB和CBO,而CBO为主要代谢产物。因此CEB和CBO的产生可作为CHB形成的证据。这些产物也可能帮助解释CHB的毒性。