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生物启发方法检测和解毒有害化学物质在一个步骤

2024-04-19 11:45 来源:本站编辑

许多工业和农业过程使用的化学物质可能对工人及其积累的生态系统有害。来自泰国的研究人员现在已经开发出一种受生物启发的方法,只需一步就能检测和解毒这些化学物质。正如他们在《angelandte Chemie》杂志上所报道的那样,两种天然酶反应的结合将有害的氯酚和硝基酚转化为导致萤火虫特有发光的物质:萤光素。

酚类化合物通常用质谱等技术来检测。泰国Vidyasirimedhi科学技术研究所的生物化学家Pimchai Chaiyen及其同事现在开发了一种更实用的方法。他们将一种已建立的生物解毒方法与化学和生化转化方案相结合,一步检测和去除污染物。夏夜在花园和乡村随处可见的关键产品是萤光素——萤火虫产生的一种生物发光化合物。

大自然已经发展出几种机制来降解和解毒化学物质。细菌利用特殊的酶使酚类物质脱卤,并将其转化为被生物体代谢的氧化化合物苯醌。因此,被称为脱卤酶或单加氧酶的酶已在工业上用于生物解毒。

Chaiyen和他的同事们在纯解毒的基础上更进一步,将酶促过程与一种将苯醌产物转化为荧光素的方法结合起来。“开发的化学酶级联提供了额外的价值:它为硝基酚和卤代酚提供了生物检测技术,”他们声称。化学酶级联需要将产物从第一步酶转化步骤苯醌转化为第二步的荧光素,但在相同的反应容器内。

为了使苯醌转化为荧光素,作者在反应混合物中加入了天然化合物半胱氨酸。然后,他们在反应序列中加入了第三步,通过一种叫做荧光素酶的酶引起的发光反应来检测荧光素产物,这种酶也存在于萤火虫中。作者还证明了他们的解毒-荧光素生产和检测方案是稳健的,能够定量地将有害酚转化为荧光素。

同时解毒和荧光素生产可能提供额外的好处。荧光素在生物医学上具有很高的应用价值。作者指出,他们的方法是一种非常直接和有用的策略,可以一步分析和解毒工作场所,它可以用来从废弃化学品合成荧光素。

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