探讨细胞色素P450酶系作为农药残留生物标志物的可行性

阶前尘

2013/10/23
药物分析

私聊

农残检测

农残检测版块我看大部分作品都是仪器检测方面的内容，可是农药残留现在不单单是残留本身的问题了，还有对作物本身的影响及这些受影响的作物人体摄入后又有哪些变化呢？很少提及！另外，农药残留如果单从仪器检出方面来评估的话，可能对整个地区的横断面的描述缺乏论据，如果我们能找出一个预警的信号，根据这个信号有针对性的检测，相比工作效率事半功倍，而且对这个地区农残的危害可以有一个预见作用。

因此，出于以上考虑，我把自己近期的一个课题摘要，跟大家分享一下，欢迎批评指正，也希望对大家有所启发。

探讨细胞色素P450酶系作为农药残留生物标志物的可行性

目的和意义农药使用范围不断地扩大，新型农药不断涌现，这必然造成对农作物和环境的污染。因此及时、准确地对污染情况进行分析、监测，减少和防止对农作物和环境的污染以及对污染情况进行评估显得刻不容缓。传统的监测和评估是利用现代化仪器和手段进行准确定量的理化分析,但有些农药代谢分解迅速不易检出，而且仅凭含量无法反映这些农药对生物的效应，要检测和评估其对生物和环境质量的影响，就要研究在农药作用下生物体内各种指标的变化。生物标志物（biological marker）就适应了这种需要。生物标志物是指生物体由于接触外源毒物后而产生可在生物介质中测定到的细胞、生物化学和生物分子的改变，主要包括机体酶系统、细胞内的DNA、蛋白质、、谷胱甘肽、抗坏血酸以及结构生理生化功能等。细胞色素P450酶系是生物体中最重要的一组代谢酶，可由许多内源性和外源性的化学物质诱导。利用P450酶系的诱导作用,可以将其作为毒物污染机体在分子水平上敏感的生物标记物。农药作为外源性毒物，生物体在遭受其污染后会诱导P450酶系进行解毒。因此，本研究项目探索细胞色素P450酶系作为农药污染生物标志物的可行性。拟用常用农药胁迫生物体，检测生物体内细胞色素P450酶系总量的变化，搞清常用农药不同浓度胁迫生物体后与生物体内细胞色素P450酶系剂量-效应关系以及细胞色素P450酶系各个家族、亚家族的诱导效应，找出农药污染后体内细胞色素P450酶系中变化较特异的家族或亚家族，作为农药污染后特异的诊断评估工具，可为我国环境质量评价、化学物毒性评价、生态风险评价与预警系统提供理论依据

国内外研究进展细胞色素P450酶系是生物体中最重要的一组代谢酶，根据酶的氨基酸序列相似性,细胞色素P-450酶系被分类并命名为家族(CYP1,2,3)、亚家族(A,B,C…)、单个基因(A1,2,3…)，当前发现的P450基因超家族包括36个基因家族，其可由许多内源性和外源性的化学物质诱导。利用P450酶系的诱导作用,可以将其作为毒物污染机体在分子水平上敏感的生物标记物。目前国内外非常重视污染物监测的生物标志物研究，肝细胞色素P450酶系的诱导已被提出作为评价环境污染状况的最灵敏的生物学反应之一。国内外很多学者研究了野生动物、鱼类、蚯蚓、小麦等生物细胞色素P450酶系对多环芳烃(PAHs)、多氯联苯（PCBs）污染的指示作用，对哺乳动物和鱼类研究主要集中肝细胞色素P4501A1，因为与该细胞色素结合的EROD（乙氧基异酚唑酮）便于检测，而对于植物细胞色素P450酶研究则集中考察其总量的变化上。有关生物体细胞色素P450酶系作为常用农药污染的生物标志物的研究少见报道，有些只研究特定农药污染水体后葱属植物的EROD的指示作用。对所涉及的细胞色素P450酶系各个家族对农药污染后指示作用的系统研究未见报道。对于农药污染后体内细胞色素P450 酶系总量及各个家族亚家族含量变化较特异的指示生物的研究亦未见报道，对生物体细胞色素P450酶系作为农药污染空气、土壤、水体的生物标志物的系统研究尚属空白。

技术发展趋势：

1. 细胞色素P450将作为农药残留的长期生物效应的诊断工具，考察农药残留的危害性。

2. 将研究常用农药污染后细胞色素P450酶系的变化与污染程度的相关性，并为农药污染的早期诊断提供参考。

3. 将系统研究农药污染后所涉及的生物细胞色素P450酶系各个家族的变化情况，找出指示作用较特异的P450酶家族。

4. 将着重考察空气、土壤、水体中何种生物体内细胞色素P450酶系的变化对其生存介质农药污染的诊断及污染程度较特异。

5.研制检测试剂盒，更简便、快速地用于农药污染的早期诊断，为农药污染的监测开辟新的途径和简便的方法，便于推广使用。

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