吉大环境毒理学第三章污染物在体内的转化
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结合
I相反应
有毒化学物
II相反应
排出体外
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
污染物生物转化类型
微粒体氧化
氧化反应
脂肪族羟化 芳香族羟化 环氧化 氧化性脱烷基 氧化性脱氨
N-羟化 N-氧化 P-氧化 S-氧化 氧化性脱卤
非微粒体氧化 单胺和二胺氧化 醇醛氧化
硝基还原
污 染
I相反应
微粒体还原
还原反应
② 通过对生物转化作用的研究，可以探求有毒污染物活性基 因、活性分子的重要规律，为防治其对机体损伤有重要意 义。
③ 通过对有毒污染物在机体的生物转化过程的研究，有利于 探求其损伤机制，作用的靶器官、靶组织、靶细胞乃至靶 分子。
④ 有毒污染物经过生物转化会形成新的代谢间产物、终产物 ，存在于血液和组织中，或被排出体外，可为中毒诊断， 程度判断，治疗效果评价提供有意义的生物学材料。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
基本概念
生物失活bio-detoxification： 毒物在体内转化后毒性降低或消失，易于
排出体外。 生物活化bio-activation：
毒物在体内转化成毒性更强的化合物。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
I 相反应
I相反应 （phase I biotransformation）: 指经过氧化、还原和水解等反应使毒物暴露 或产生极性基团，如-OH，-NH2, -SH，COOH等，水溶性增高并成为适于II相反应 的底物。
细胞色素 P-448：属于亚铁血红素—硫醇盐蛋白 的酶系统。
NADPH 辅酶II ：还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 磷酸。
细胞色素 b-5：属于亚铁血红素—硫醇盐蛋白的 酶系统。
NADH 辅酶I ：还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。 环氧化物水化酶。 黄素蛋白单加氧酶（FAD）。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
又如农药对硫磷经S氧化后生成对氧磷， 毒性增强
毒性增强
毒性增强
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
⑧氧化性脱烷基
在许多N-，O-，S-上带短链烷基的化学物易被羟化，脱去烷 基生成相应的醛和脱烷基产物。
(i)N-脱烷基 (ii)O-脱烷基 (iii)S-脱烷基
线粒体(mitochondrion)： 是一种存在于大多数细胞中的由两层膜
包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构， 是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为能 量工厂。
微粒体(microsome)： 是内质网在细胞匀浆中形成的碎片，含混
合功能氧化酶。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
基本概念
呼吸链(respiratory chain): 是由一系列的递氢 (hydrogen transfer)反应和递电子 (electron transfer)反应按一定的顺序 排列所组成的连续反应体系，它将代谢物脱下的成对氢原子交 给氧生成水，同时生成ATP。呼吸链的作用代表着线粒体最基 本的功能，呼吸链中的递氢体(hydrogen carrier)和递电子体 (electron carrier)就是能传递氢原子或电子的载体，由于氢原 子可以看作是由质子和核外电子组成的，所以递氢体也是递电 子体，递氢体和递电子体的本质是酶、辅酶、辅基或辅因子。
偶氮还原 还原性脱卤
物
非微粒体还原 醇、醛、酮等的还原
的
酯酶水解
生
水解反应 酰胺酶水解
物
糖苷酶水解 环氧化合物水解
转
化
葡萄糖醛酸结合 氨基酸结合
II相反应 硫酸结合
谷胱甘肽结合
乙酰化
甲基化 吉大环境毒理学第三章污染物在体内
的转化
污染物生物转化的意义
① 生物转化是有毒污染物进入机体后，其存在形式可能会发 生各种变化，活性也会发生改变，其中有些毒性增强，有 些毒性减弱。因此，生物转化对于判定其对机体的影响有 重要作用。
如三甲胺进行N-氧化生成三甲胺氧化物。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
⑥P-氧化
如二苯基甲基磷进行P-氧化生成二苯基甲基磷氧化物
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
⑦S-氧化
含硫化合物的氧化有 两种，一种是硫醚类 在氧化过程中生成的 亚砜和砜类。
如农药内吸磷经S-氧 化转化为亚砜或砜性 内吸磷，毒性增强
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
参与污染物生物转化的主要器官
肝脏是担负生物转化的主要器官。 其他器官，如肾脏，小肠，肺脏和皮肤等的
生物转化能力明显低于肝脏。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
基本概念
酶(enzyme)： 指具有生物催化功能的高分子物质，酶
一般是蛋白质。生物酶具有底物特异性，多 态性和立体选择性等特性。生物酶主要分布 于线粒体内质网和胞浆内。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
③N-羟化
左边少个苯环！
芳香胺，伯胺和仲 胺类化合物，氨基 甲酸乙酯，乙酰氨 基芴以及药物磺胺 都以此种方式转化 。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
④环氧化
烯烃在双键位置上加氧，产生极不稳定的环氧 化合物。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
⑤N-氧化
①脂肪族羟化
脂肪族侧链(R)通常在末端第一个碳原子或第二个碳原子被氧 化。 如农药八甲磷在体内转化为N-羟甲基八甲磷，其毒性增强， 抑制胆碱酯酶的能力增加10倍。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
②芳香族羟化
芳香族化合物芳 环上的H被氧化 。羟化也可出现 在芳环的侧链上 。
如苯，苯胺，3， 4苯并芘，黄曲霉 毒素都以此种方 式转化。某些芳 族化合物如苯可 形成环氧化合物 ，经重排后生成 酚。
吉大环境毒理学第三章 污染物在体内的转化
2020/11/7
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
第三章 污染物在体内的转化
3.2 污染物的生物转化 3.2.1 生物转化的类型 3.2.2 影响生物转化的因素
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
来自百度文库
3.2.1 污染物生物转化
氧化 生 还原 物 转 化 水解
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
微粒体混合功能酶氧化反应
此种反应由特异性很低的微粒体混合功能氧化酶（ MFOS）催化完成。需要一个氧分子的参与，其中一 个氧原子被还原成水，另一个氧原子被加在毒物上。 所以MFOS又被称为单加氧酶。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
MFOS的多酶系统
I相反应
有毒化学物
II相反应
排出体外
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
污染物生物转化类型
微粒体氧化
氧化反应
脂肪族羟化 芳香族羟化 环氧化 氧化性脱烷基 氧化性脱氨
N-羟化 N-氧化 P-氧化 S-氧化 氧化性脱卤
非微粒体氧化 单胺和二胺氧化 醇醛氧化
硝基还原
污 染
I相反应
微粒体还原
还原反应
② 通过对生物转化作用的研究，可以探求有毒污染物活性基 因、活性分子的重要规律，为防治其对机体损伤有重要意 义。
③ 通过对有毒污染物在机体的生物转化过程的研究，有利于 探求其损伤机制，作用的靶器官、靶组织、靶细胞乃至靶 分子。
④ 有毒污染物经过生物转化会形成新的代谢间产物、终产物 ，存在于血液和组织中，或被排出体外，可为中毒诊断， 程度判断，治疗效果评价提供有意义的生物学材料。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
基本概念
生物失活bio-detoxification： 毒物在体内转化后毒性降低或消失，易于
排出体外。 生物活化bio-activation：
毒物在体内转化成毒性更强的化合物。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
I 相反应
I相反应 （phase I biotransformation）: 指经过氧化、还原和水解等反应使毒物暴露 或产生极性基团，如-OH，-NH2, -SH，COOH等，水溶性增高并成为适于II相反应 的底物。
细胞色素 P-448：属于亚铁血红素—硫醇盐蛋白 的酶系统。
NADPH 辅酶II ：还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 磷酸。
细胞色素 b-5：属于亚铁血红素—硫醇盐蛋白的 酶系统。
NADH 辅酶I ：还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。 环氧化物水化酶。 黄素蛋白单加氧酶（FAD）。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
又如农药对硫磷经S氧化后生成对氧磷， 毒性增强
毒性增强
毒性增强
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
⑧氧化性脱烷基
在许多N-，O-，S-上带短链烷基的化学物易被羟化，脱去烷 基生成相应的醛和脱烷基产物。
(i)N-脱烷基 (ii)O-脱烷基 (iii)S-脱烷基
线粒体(mitochondrion)： 是一种存在于大多数细胞中的由两层膜
包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构， 是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为能 量工厂。
微粒体(microsome)： 是内质网在细胞匀浆中形成的碎片，含混
合功能氧化酶。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
基本概念
呼吸链(respiratory chain): 是由一系列的递氢 (hydrogen transfer)反应和递电子 (electron transfer)反应按一定的顺序 排列所组成的连续反应体系，它将代谢物脱下的成对氢原子交 给氧生成水，同时生成ATP。呼吸链的作用代表着线粒体最基 本的功能，呼吸链中的递氢体(hydrogen carrier)和递电子体 (electron carrier)就是能传递氢原子或电子的载体，由于氢原 子可以看作是由质子和核外电子组成的，所以递氢体也是递电 子体，递氢体和递电子体的本质是酶、辅酶、辅基或辅因子。
偶氮还原 还原性脱卤
物
非微粒体还原 醇、醛、酮等的还原
的
酯酶水解
生
水解反应 酰胺酶水解
物
糖苷酶水解 环氧化合物水解
转
化
葡萄糖醛酸结合 氨基酸结合
II相反应 硫酸结合
谷胱甘肽结合
乙酰化
甲基化 吉大环境毒理学第三章污染物在体内
的转化
污染物生物转化的意义
① 生物转化是有毒污染物进入机体后，其存在形式可能会发 生各种变化，活性也会发生改变，其中有些毒性增强，有 些毒性减弱。因此，生物转化对于判定其对机体的影响有 重要作用。
如三甲胺进行N-氧化生成三甲胺氧化物。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
⑥P-氧化
如二苯基甲基磷进行P-氧化生成二苯基甲基磷氧化物
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
⑦S-氧化
含硫化合物的氧化有 两种，一种是硫醚类 在氧化过程中生成的 亚砜和砜类。
如农药内吸磷经S-氧 化转化为亚砜或砜性 内吸磷，毒性增强
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
参与污染物生物转化的主要器官
肝脏是担负生物转化的主要器官。 其他器官，如肾脏，小肠，肺脏和皮肤等的
生物转化能力明显低于肝脏。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
基本概念
酶(enzyme)： 指具有生物催化功能的高分子物质，酶
一般是蛋白质。生物酶具有底物特异性，多 态性和立体选择性等特性。生物酶主要分布 于线粒体内质网和胞浆内。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
③N-羟化
左边少个苯环！
芳香胺，伯胺和仲 胺类化合物，氨基 甲酸乙酯，乙酰氨 基芴以及药物磺胺 都以此种方式转化 。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
④环氧化
烯烃在双键位置上加氧，产生极不稳定的环氧 化合物。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
⑤N-氧化
①脂肪族羟化
脂肪族侧链(R)通常在末端第一个碳原子或第二个碳原子被氧 化。 如农药八甲磷在体内转化为N-羟甲基八甲磷，其毒性增强， 抑制胆碱酯酶的能力增加10倍。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
②芳香族羟化
芳香族化合物芳 环上的H被氧化 。羟化也可出现 在芳环的侧链上 。
如苯，苯胺，3， 4苯并芘，黄曲霉 毒素都以此种方 式转化。某些芳 族化合物如苯可 形成环氧化合物 ，经重排后生成 酚。
吉大环境毒理学第三章 污染物在体内的转化
2020/11/7
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
第三章 污染物在体内的转化
3.2 污染物的生物转化 3.2.1 生物转化的类型 3.2.2 影响生物转化的因素
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
来自百度文库
3.2.1 污染物生物转化
氧化 生 还原 物 转 化 水解
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
微粒体混合功能酶氧化反应
此种反应由特异性很低的微粒体混合功能氧化酶（ MFOS）催化完成。需要一个氧分子的参与，其中一 个氧原子被还原成水，另一个氧原子被加在毒物上。 所以MFOS又被称为单加氧酶。
吉大环境毒理学第三章污染物在体内 的转化
MFOS的多酶系统