CTFPy-OH与HSA相互作用的多维光谱与计算模拟研究：揭示新型PFAS类似物的结构功能影响

本研究针对新型PFAS类似物CTFPy-OH的毒理机制不明问题，通过酶活性实验、多维光谱技术和分子对接模拟，首次揭示其通过非竞争性抑制与HSA的Site I自发结合（ΔG<0），诱导HSA构象松弛（α-螺旋降低4.7%）及色氨酸微环境改变。研究为评估CTFPy-OH的胎盘转移风险及毒性预测提供了分子基础，对PFAS类污染物的健康风险防控具有重要意义。

　　

在环境污染与健康风险研究领域，全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其"永久化学物"特性备受关注。传统PFAS如PFOA/PFOS的毒理机制已有较多研究，但近年来随着OECD对PFAS定义的扩展，大量新型结构类似物的健康风险仍属未知。其中，2-氯-6-(三氟甲基)吡啶-3-醇（CTFPy-OH）作为新发现的脐带血污染物，其跨胎盘屏障能力虽被证实，但分子层面的毒性机制仍是空白。人类血清白蛋白（HSA）作为血浆中最丰富的运输蛋白，其与配体的相互作用直接决定污染物在胎儿体内的分布规律。因此，解析CTFPy-OH与HSA的相互作用机制，成为评估其发育毒性的关键突破口。

来自中国的研究团队在《Journal of Molecular Liquids》发表的研究中，综合运用酶动力学分析（检测p-NPA水解活性）、多维光谱技术（3D荧光和圆二色谱）以及计算模拟（分子对接与分子动力学），系统揭示了CTFPy-OH对HSA的结构功能影响。研究特别关注了生理共存分子（VC和葡萄糖）对结合过程的调控作用，并通过毒性预测模型评估了CTFPy-OH的潜在健康风险。

主要技术方法
通过p-NPA水解实验测定HSA酯酶样活性；采用紫外-可见光谱、荧光猝灭和同步荧光分析结合位点；利用圆二色谱（CD）监测二级结构变化；结合分子对接（AutoDock）和分子动力学（GROMACS）模拟相互作用细节；采用ADMET预测毒性特征。

研究结果

CTFPy-OH对HSA酯酶样活性的影响
剂量依赖实验显示，CTFPy-OH通过非竞争性抑制机制使HSA对p-NPA的催化效率降低，最大抑制率达47.3%。Lineweaver-Burk双倒数曲线证实其结合位点与底物p-NPA不同，暗示可能作用于HSA的经典药物结合位点Site I。

结合机制与热力学特征
荧光猝灭实验表明CTFPy-OH与HSA形成1:1复合物，结合常数K_b达10⁴ M^-1量级。热力学参数（ΔH=-12.4 kJ/mol，ΔS=64.3 J/mol·K）揭示该过程为自发（ΔG<0）的熵驱动反应，主要作用力为静电作用和范德华力。分子对接模拟直观显示CTFPy-OH嵌入HSA的Site I空腔，与Trp214形成π-π堆叠，并与Arg222、Lys199等带正电残基产生静电吸引。

HSA构象变化的实验证据
3D荧光谱图中214/340 nm处的峰强降低（约23%）提示色氨酸微环境极性增强。CD光谱显示α-螺旋含量从61.4%降至56.7%，RMSD（均方根偏差）和R_g（回旋半径）的分子动力学模拟值增加，共同证实HSA发生构象松弛。关键残基Trp214的自由能贡献（-3.2 kcal/mol）通过MM-PBSA计算得到验证。

共存分子的调控效应
生理浓度VC或葡萄糖可使CTFPy-OH与HSA的结合常数提升1.5-2倍，这可能通过改变HSA的构象柔性增强结合口袋可及性。该发现暗示孕妇营养状态可能影响CTFPy-OH的胎盘转移效率。

毒性预测
ADMET分析显示CTFPy-OH具有口服生物利用度（F=65%）、血脑屏障穿透性以及潜在肝毒性，与传统PFAS的毒性特征高度相似。

结论与意义
该研究首次阐明CTFPy-OH通过特异性结合HSA的Site I引发蛋白构象变化和功能抑制，其作用模式与传统PFAS既相似（均靶向运输蛋白）又具独特性（偏好吡啶环介导的π相互作用）。发现VC/葡萄糖的增效作用为理解个体差异对污染物毒性的影响提供了新视角。研究成果不仅为CTFPy-OH的毒理风险评估建立了分子基础，也为开发基于HSA结合的PFAS胎盘屏障阻断策略提供了理论依据。未来需进一步开展体内实验验证计算预测结果，并探索CTFPy-OH与其他血浆蛋白的相互作用网络。