生态环境中心有机污染物自由基反应机理研究取得系列突破

2011-4-07 09:02 来源: 中国科学院
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  中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室朱本占课题组在有机污染物自由基反应机理方面取得重要突破。近年来,以自由投稿方式连续在美国《国家科学院院刊》(Proc. Natl. Acad. Sci. USA,PNAS)上发表4篇论文(2007: 104, 17575-17578; 2007:104, 3698-3702; 2009: 106,11466-11471; 2010: 107, 20286-20290)。

  2007年,朱本占课题组首次发现五氯酚的代谢物四氯苯醌(TCBQ)和H2O2反应可以产生•OH,而此反应不依赖于金属离子的存在,也不依赖于半醌自由基的浓度。由此提出了TCBQ和H2O2反应产生•OH的全新机制,并发现了新型的以碳为中心的醌自由基。这一新机理适用于通过体内代谢或化学脱卤生成多卤取代醌的许多环境污染物。这些污染物不仅可以通过促进烷氧自由基(或羟基自由基)的产生发挥其毒性,而且还可以形成以碳为中心的醌酮自由基,直接与重要的生物大分子如DNA、蛋白质和脂类交联而产生毒性。

  2010年,在苯异羟肟酸对四氯对苯醌转化过程作用的研究中,他们发现了可以在温和条件下进行的Lossen重排反应,这种新型的二次Lossen重排反应机制并不仅限于苯异羟肟酸和四氯对苯醌,而是具有普遍性,几乎所有的四卤代醌类化合物与异羟肟酸类化合物之间的反应都会发生相同的二次Lossen重排反应。这一发现可能具有重要的生物与环境学意义,因为许多广泛使用的多卤代芳香化合物特别是持久性有机污染物等均可通过体内代谢,化学反应或酶促反应途径脱卤生成相应的卤代醌。这些多卤代醌类物质不仅能导致DNA和其它生物大分子的氧化损伤,还能在体内或体外与DNA和蛋白质形成加合物。因此,如何在正常生理条件下破坏或降解这类对哺乳动物具有潜在致癌性的多卤代醌类物质就显得尤为重要。