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多溴联苯醚(polybrominateddiphenylethers,PBDEs)作为一类已知的内分泌干扰物(endocrinedisruptingchemicals,EDCs),能干扰生物体内雌激素受体信号通路的正常调控。羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)除部分来自于海洋生物自身合成外,还是PBDEs在生物介质中的典型代谢物,这一类物质可能通过与雌激素受体(estrogenreceptor,ER)直接相互作用的方式来干扰ER信号通路。配体结合到雌激素受体上,并导致受体发生相应的构象变化,是受体信号通路诱导过程中一个首要和关键的步骤。本论文从配体与雌激素受体相互作用着手,选取了22种不同羟基取代位置和不同溴原子取代位置和数目的OH-PBDEs,用表面等离子体共振(surfaceplasmonresonance,SPR)传感器考察了它们与人雌激素受体hER的相互作用关系,进而进一步在生物体系内考察了这种相互作用诱导的生物学效应,最后用分子对接模拟的手段给出了OH-PBDEs与hER相互作用的结构与效应之间的关系。
遵循这一思路,我们首先采用层层组装的方式组建了灵敏可靠的SPR传感器,得到的SPR研究结果表明,在所研究的22种OH-PBDEs中,有7种OH-PBDEs表现出与hER的结合能力,它们的平衡解离常数在1.46×10-7M到7.90×10-6M之间,与雌激素相比结合作用较弱。并且我们发现,这七种OH-PBDEs亲和力强弱关系为6-OH-BDE-047≧4-OH-BDE-049>4-OH-BDE-017>6-OH-BDE-099≧5-OH-BDE-099>2-OH-BDE-007>3-OH-BDE-028。随后的MVLN报告基因检测体系证实,10种低溴代(四溴代以下及部分四溴代物)的OH-PBDEs能够激活MVLN细胞内的雌激素受体信号通路,表现为荧光素酶表达量的升高。但是OH-PBDEs的雌激素活性仅为雌二醇(E2)的10-5-10-7倍。并且这10种OH-PBDEs的雌激素活性强弱表现为4-OH-BDE-049>4-OH-BDE-017>2-OH-BDE-007>3-OH-BDE-028>3-OH-BDE-047≧3-OH-BDE-007。OH-PBDEs的结合能力与其雌激素活性呈正相关,说明这一类新型环境污染物能够直接与ER相互作用并在生物体内诱导雌激素受体信号通路的表达。另外12种高溴代(四溴代以上及部分四溴代物)的OH-PBDEs能够不同程度地抑制15pM的E2诱导下的MVLN细胞的雌激素活性,表现为抑制效应。最后的分子对接实验结果揭示了高溴代和低溴代的OH-PBDEs由于存在分子体积大小的差异,导致他们在ER结合口袋处的构象不同,能进一步诱导或阻碍共激活因子的结合,从而表现出不同的生物学效应。