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溴代阻燃剂由于具有良好的阻燃性能被广泛地应用于各种工业品及家用产品中,具有一定生产规模的商业化的溴代阻燃剂有75种,生产和使用最多的只有5种,分别为四溴双酚 A、六溴代环十二烷、十溴联苯醚、八溴联苯醚、五溴联苯醚。目前,已在多种环境介质中和生物体中发现多溴联苯醚的存在,如在空气、土壤、底泥、灰尘等室内外环境中,鸟类、陆生生物、水生生物等生物体中均检测到了多溴联苯醚的存在,并且含量呈逐年上升的趋势。多溴联苯醚具有难降解性、远距离传输、高亲脂性等,通过食物链表现出生物可累积性及生物放大作用,最终导致对生物体的毒害效应。其中多溴联苯醚的内分泌干扰毒性尤其是对甲状腺系统的干扰是研究的热点和难点之一。多溴联苯醚及其代谢物羟基化的多溴联苯醚和生物体内的甲状腺素(T4)在结构上较相似,当其在生物体内累积到一定浓度时可能会和甲状腺素运载蛋白(TTR)结合,占据甲状腺素的结合位点,干扰甲状腺素的运输,影响甲状腺素正常的生理功能,从而引起生物体内甲状腺系统的紊乱。四溴双酚 A(TBBPA)作为一种使用最广泛、使用量最大的溴代阻燃剂在各种环境介质和生物体内已被检测到,且浓度逐年增加,有关 TBBPA毒理研究的报道越来越多,其结构和甲状腺素类似,也可能在累积到一定浓度时和甲状腺素运载蛋白相互作用,干扰甲状腺素的运输和正常的生理功能。 本论文通过电喷雾质谱法(ESI-MS)研究了生物体内含量最高的溴代阻燃剂—BDE-47及其代谢物3-OH-BDE-47、TBBPA和TTR的相互作用,并通过体外竞争实验研究了3-OH-BDE-47、TBBPA、T4和TTR结合力的大小,此外通过滴定实验研究了3-OH-BDE-47、TBBPA和T4的协同结合效应。 首先通过 ESI-MS研究了不同质谱参数条件(特别是离子源条件)下 TTR的电喷雾质谱响应信号及TTR单体和四聚体的多电荷峰分布。研究发现干燥气温度和裂解电压对TTR的电喷雾质谱响应影响较大。选择合适的干燥气温度或裂解电压条件可以较好的保持 TTR蛋白质的天然的活性结构(即四聚体结构)。这一部分的实验对TTR电喷雾质谱检测条件的探索也为以后研究 TTR和溴代阻燃剂等小分子配体的相互作用打下基础。 在模拟生理条件下进行 BDE-47、3-OH-BDE-47、TBBPA和TTR的体外孵育实验,通过 ESI-MS研究了BDE-47、3-OH-BDE-47、TBBPA和TTR的相互作用情况。实验发现 BDE-47和TTR有弱的相互作用,只得到1:1TTR/BDE-47复合物,且复合物的稳定性较弱,增加干燥气温度或裂解电压该复合物很容易解离。3-OH-BDE-47和TTR有较强的结合力,不仅得到1:1TTR/3-OH-BDE-47复合物,而且在合适的条件下,也可以观察到1:2TTR/3-OH-BDE-47复合物的存在,并且在我们的实验条件和检测条件下得到的TTR/3-OH-BDE-47复合物较稳定。TBBPA也能和TTR形成1:1TTR/TBBPA、1:2TTR/TBBPA复合物且复合物较稳定。 为了进一步研究3-OH-BDE-47、TBBPA、T4结合 TTR能力的大小,我们开展了三种配体小分子和TTR相互作用的体外竞争实验。将等浓度的3-OH-BDE-47、T4和TTR共同孵育并通过 ESI-MS研究可能的复合物组成,实验结果表明,复合物主要结合的是3-OH-BDE-47,说明3-OH-BDE-47结合TTR的能力大于 T4,因此生物体内3-OH-BDE-47浓度积累到一定浓度时将可能取代 T4而竞争结合到 TTR上,干扰 T4的正常运输,表现出甲状腺素的干扰毒性。TBBPA、T4和TTR竞争结合实验也得到类似的结论,TBBPA结合TTR的能力大于 T4,也表现出一定程度的内分泌干扰毒性。通过开展了3-OH-BDE-47、TBBPA和TTR相互作用的滴定实验,我们进一步研究了3-OH-BDE-47、TBBPA和TTR的协同结合效应,实验结果显示了3-OH-BDE-47、TBBPA和TTR均有负协同效应,即一分子的3-OH-BDE-47或TBBPA结合到 TTR上,均使蛋白不易与第二个配体分子的结合,这与 T4和TTR结合的负协同效应相似,推测生物体内3-OH-BDE-47、TBBPA达到一定浓度时,替代 T4结合 TTR。说明这两种配体分子竞争性地占据 T4与 TTR结合的活性位点,为进一步阐明 BDE-47、3-OH-BDE-47、TBBPA等溴代阻燃剂及其代谢物内分泌干扰的毒理机制提供实验依据。