［本站讯］近日，环境科学与工程学院2018级本科生周俊华、张鑫作为共同第一作者在环境科学与生态学一区期刊Environment International(IF：9.621)上在线发表了题为“Endocrine-Disrupting Metabolic Activation of 2-Nitrofluorene Catalyzed by Human Cytochrome P450 1A1: A QM/MM Approach”的研究论文。山东大学为唯一通讯作者单位，环境学院2018级本科生周俊华、张鑫为共同第一作者，环境研究院李延伟副教授为通讯作者。

硝基多环芳烃（NPAHs）是最重要的空气污染物之一。最近的研究表明，作为最丰富的NPAHs之一，2-硝基芴（NF）可以被人类细胞中的细胞色素P450 1A1酶（CYP1A1）转化为具有内分泌干扰性的代谢物。然而，相关的代谢活化机制在很大程度上仍有待探索。针对此问题，该研究通过分子动力学、密度泛函理论和量子力学/分子力学联用技术等理论计算研究方法，系统地探索了CYP1A1催化NF的代谢活化和转化机制。

该研究证明CYP1A1可以通过两步基本过程来代谢活化NF：（i）亲电加成（12.4 kcal·mol^-1）或氢提取（38.2 kcal·mol^-1）过程和（ii）环氧化（5.9和8.7 kcal·mol^-1）或NIH位移（12.5和14.9 kcal·mol^-1）或质子穿梭（12.1 kcal·mol^-1）过程。研究表明，亲电加成过程是速率决定步骤，而环氧化过程是亲电加成后更可行的途径。代谢产物6,7-环氧-2-硝基芴和7,8-环氧-2-硝基芴被确定为主要的环氧化产物。环氧化物不稳定，极易与水合氢离子和羟基反应生成内分泌干扰物7-羟基-2-硝基芴。毒性分析表明，一些代谢物对模型水生生物（如绿藻）的毒性比NF更大。对人类性激素结合球蛋白的结合亲和力分析表明，NF代谢物都具有内分泌干扰潜力。这项研究提供了对NF生物转化过程的全面了解，并有助于进一步研究人类P450酶催化的各种NPAHs活化。

该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研究开发项目、山东大学青年学者项目和泰山学者项目等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.envint.2022.107355