随着消毒技术的不断进步,饮用水安全问题得到了很大程度的解决。但是饮用水消毒也带来了诸如消毒副产物(DBPs)二次污染的负面问题。与传统的含碳消毒副产物相比,新型含氮消毒副产物(N-DBPs)具有更大的细胞毒性和遗传毒性。N-DBPs中卤乙酰胺(HAcAms)细胞毒性最强,其潜在健康风险已成为新的研究热点。为有效防控HAcAms污染,有必要充分认识其进入机体后的迁移转化过程,这是全面评价该类污染物毒性效应所需要解决的关键科学问题之一。然而迄今这方面的探索仍然较为有限,特别是在机体内与蛋白、DNA等生物大分子相互作用的具体机制明显欠缺。因此,理清HAcAms与机体内典型生物大分子之间的相互作用及其分子机制,不仅有助于充分认识HAcAms在机体内迁移转化的过程,而且还为系统评价HAcAms的毒性效应和健康风险提供理论支持和技术依据。本研究通过荧光光谱、高分辨质谱以及MOE(Molecular Operating Environment)分子模拟技术对HAcAms与血红蛋白(Hb)、血清白蛋白(HSA)、DNA相互作用的分子机制进行了系统评价,将基础实验与理论模拟相结合,进而阐明HAcAms与典型生物大分子的相互作用机制。主要研究工作如下:ocular infection(1)HAcAms与Hb相互作用的机制研究。通过考察HAcAms对Hb荧光光谱的影响评估HAcAms与Hb相互作用的可能性:研究发现HAcAms均能与Hb形成静态结合产物,Hb的荧光信号随着HAcAms的加入逐渐降低,荧光静态猝灭顺序为TCAc Am>DCAc Am>IAc Am>BAc Am>2-BAc Am>CAc Am(主要受制于元素种类和卤素数量)。热力学参数表明,氢键作用和范德华力促使HAcAms自发结合到Hb的表面位点上。通过考察体系同步荧光光谱的变化规律,发现HAcAms与Hb的结合位点接近多个表面色氨酸/酪氨酸(Tyr/Trp)残基区域,表明HAcAms与Hb结合的候选位点不止一个(n≥2)。在此基础上借助高分辨质谱技术考察了Hb-HAcAms复合物生成的可能性:寻找更多研究发现Hb能够荷多个质子并形成固定荷质比的离子簇;随着HAcAms的加入,谱图上出现新的质谱信号且该部分信号与Hb离子簇荷质比增加值固定;基于Compass 1.3软件,计算得出这部分质谱信号对应于Hb-HAcAms复合物且HAcAms的结合数为1-5。在此基础上通过进一步计算不同结合数下Hb-HAcAms复合物的质谱转化率,得到各类Hb-HAcAms复合物的质谱转化率顺序为Hb-TCAc Am复合物>Hb-DCAc Am复合物>Hb-IAc Am复合物>Hb-BAc Am复合物>Hb-2-BAc Am复合物>Hb-CAc Am复合物。对质谱转化率与荧光猝灭常数K_(SV)进行相关性分析,发现两者呈显著的正相关关系(相关性系数r的范围为0.840-0.891)。在基础实验研究的基础上,进一步采用MOE分子模拟技术评价HAcAms与Hb相互作用的分子机制:从分子水平构建HAcAms与Hb的相互作用模型,筛选出潜在相互作用,并计算出能量变化、结合面积等相互作用参数。将上述相互作用参数与荧光猝灭常数K_(SV)/复合物质谱转化率进行相关性分析,确定氢键作用N_(HAcAms)→S(Met_(32),α_1)、O_(HAcAms)←N(Lys_(127,)α_1)、X_(HAcAms)→O(Ser_(72),β_2)、N_(HAcAms)→S(Met_(32),α_2)、O_(HAcAms)←N(Lys_(127),α_2)、N_(HAcAms)→O(Tyr_(145),β_2)以及与关键位点周围的氨基酸形成的范德华力(HAcAms（？）Lys_(130)/Val_(34)/Thr_(12)/Ala_(76))决定了HAcAms与Hb的结合。(2)HAcAms与HSA相互作用的机制研究。通过考察HAcAms对HSA荧光光谱的影响评估HAcAms与HSA相互作用的可能性:研究发现HAcAms均能与HSA形成静态结合产物,HSA的荧光信号随着HAcAms的加入逐渐降低,荧光静态猝灭顺序为TCAc Am>DCAc Am>IAc Am>BAc Am>2-BAc Am>CAc Am(主要受制于元素种类和卤素数量)。热力学参数表明,氢键作用和范德华力促使HAcAms自发结合到HSA的表面位点。通过考察体系同步荧光光谱的变化规律,发现HAcAms与HSA的结合位点接近多个表面Tyr/Trp残基区域,表明HAcAms与HSA结合的候选位点不止一个(n≥2)。在此基础上借助高分辨质谱技术考察了HSA-HAcAms复合物生成的可能性:研究发现HSA能够荷多个质子并形成固定荷质比的离子簇;随着HAcAms的加入,谱图上出现新的质谱信号且该部分信号与HSA离子簇荷质比增加值固定;基于Compass 1.3软件,计算得出这部分质谱信号对应于HSA-HAcAms复合物且HAcAms的结合数为1-6。在此基础上通过进一步计算不同结合数下HSA-HAcAms复合物的质谱转化率,得到各类HSA-HAcAms复合物的质谱转化率顺序为HSA-TCAc Am复合物>HSA-DCAc Am复合物>HSA-IAc Am复合物>HSA-BAc Am复合物>HSA-2-BAc Am复合物>HSA-CAc Am复合物。对质谱转化Tamoxifen价格率与荧光猝灭常数K_(SV)进行相关性分析,发现两者呈显著的正相关关系(相关性系数r的范围为0.840-0.961)。在基础实验研究的基础上,进一步采用MOE分子模拟技术评价HAcAms与HSA相互作用的分子机制:从分子水平构建HAcAms与HSA相互作用模型,筛选出潜在相互作用,并计算出能量变化、结合面积等相互作用参数。将上述相互作用参数与荧光猝灭常数K_(SV)/复合物质谱转化率进行相关性分析,最终确定氢键作用O_(HAcAms)←OH(Tyr_(138))、O_(HAcAms)←C(Trp_(214))、X_(HAcAms)←N(Arg_(186))、N_(HAcAms)←S(Met_(87))以及与关键位点周围的氨基酸形成的范德华力(HAcAms（？）Ser_(202)/Glu_(141)/Gln_(33))决定了HAcAms与HSA的结合。(3)HAcAms与DNA相互作用的机制研究。鉴于DNA分子不具有荧光发色团,本研究借助荧光探针(溴化乙锭,EB)对DNA进行扦插标记,在此基础上通过考察HAcAms对DNA-EB体系的荧光光谱的影响来评价HAcAms与DNA相互作用。通过荧光光谱发现,DNA-EB的荧光信号均随着HAcAms的加入逐渐降低,荧光静态猝灭顺序为TCAc Am>DCAc Am>IAc Am>2-BAc Am>BAc Am>CAc Am(主要受制于元素种类和卤素数量)。热力学参数表明,氢键作用和范德华力促使HAcAms自发结合到HSA的多个表面位点。在基础实验研究的基础上,进一步采用分子模拟技术评价HAcAms与DNA相互作用的分子机制:基于同源模建的策略构建HAcAms-DNA相互作用模型(DNA片段的PDB编码为1EJ9,碱基顺序为1-22),从分子水平上进一步评价HAcAms与DNA相互作用机制。鉴于一个DNA螺旋结构约含有10个碱基对,本研究在5-15号碱基对范围内用EB筛选得到其在DNA片段的大沟槽区域(10-12号碱基区域)的结合产物最为稳定。同时,在该区域HAcAms与DNA亦存在稳定结合。考虑到HAcAms分子直径(6.834 A)以及DNA碱基对变化的复杂性,本研究基于同源模建策略将上述大沟槽区10、11、12号位的碱基进行突变,构建出64种空间结构类型并与HAcAms进行对接。将对接得到的各参数与荧光猝灭常数K_(SV)进行相关性分析,确定TAT、AAT、TAC、AAC、AGT、AGC、TGT、TGC空间结构为HAcAms与DNA最可能结合的类型。最终确定氢键作用N_(HAcAms)→O(A/G)、O_(HAcAms)→N(A/G)、X_(HAcAms)→O(A/G)、X_(HAcAms)→N(A/G)以及与周围的碱基形成的范德华力(HAcAms（？）T/A/C)决定了HAcAms与DNA的结合。本研究对评价HAcAms的毒性效应和健康风险具有重要意义,同时为建立全面评价HAcAms毒性提供了理论依据。