农药双甲脒与人血清白蛋白相互作用的多光谱及分子模拟研究：揭示结构功能扰动与健康风险

本研究针对农药双甲脒（amitraz）与人体血浆主要蛋白人血清白蛋白（HSA）的相互作用展开多维度分析，通过UV-Vis、荧光光谱、FTIR及分子对接技术，证实amitraz通过静态猝灭机制与HSA结合，导致蛋白结构稳定性下降、α螺旋含量减少，并特异性靶向Trp214位点，揭示了农药干扰HSA运输功能与抗氧化能力的分子机制，为评估农药健康风险提供理论依据。

　　

农药在保障农业生产的同时，其残留对人类健康的威胁日益引发关注。双甲脒（amitraz）作为广泛使用的甲脒类杀虫剂，虽能有效防治作物害虫和动物寄生虫，但其代谢产物氮氧化物具有毒性，且与哺乳动物神经系统α₂-肾上腺素受体结合后可能引发高血糖、中枢抑制等不良反应。更令人担忧的是，农药进入血液后与血浆蛋白的紧密结合可能延长其体内滞留时间，放大毒性效应。人血清白蛋白（Human Serum Albumin, HSA）作为血浆中含量最丰富的运输蛋白，负责携带药物、激素等物质，其功能一旦被农药破坏，可能引发连锁生理紊乱。然而，amitraz与HSA相互作用的分子细节尚不明确，这正是本研究要解决的核心问题。

来自国内的研究团队在《Bioorganic Chemistry》发表论文，综合运用紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光猝灭、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、分子动力学模拟和分子对接等技术，首次系统阐释了amitraz与HSA的结合特性及结构影响。研究发现，amitraz通过静态猝灭机制与HSA形成稳定复合物，导致蛋白热稳定性降低和二级结构改变，并精准定位了结合关键位点Trp214。这一成果为理解农药的体内毒性机制提供了分子层面的证据。

关键技术方法
研究采用0.2 mM amitraz与0.1 mg/mL HSA在磷酸盐缓冲液（pH 7.4）中反应，通过UV-Vis光谱观察复合物形成；荧光光谱分析静态猝灭过程；FTIR测定α螺旋含量变化；分子对接（AutoDock工具）预测结合位点；分子动力学模拟（GROMACS软件）评估结合后HSA的均方根偏差（RMSD）和构象稳定性。

研究结果

Effects of amitraz on the absorption of HSA
UV-Vis光谱显示amitraz引起HSA在278 nm处吸光度上升，证实复合物形成。荧光实验表明amitraz通过静态猝灭（而非动态碰撞）使HSA内源性荧光减弱，结合常数随温度升高而增大（25°C时为1.2×10⁴ M^-1），提示疏水作用主导结合过程。

Structural perturbations revealed by FTIR
FTIR光谱显示HSA-amitraz复合物的α螺旋含量从游离HSA的54.3%降至48.6%，表明结合诱导蛋白骨架柔性增加。热稳定性分析进一步证实复合物的变性温度（T_m）比游离HSA降低3.2°C，提示结构稳定性受损。

Molecular docking insights
分子对接将amitraz锚定在HSA的Sudlow Site I（亚结构域IIA），关键相互作用包括Trp214的π-π堆积、Tyr150的氢键及Arg222的静电作用。该位点与药物结合域重叠，暗示amitraz可能竞争性抑制HSA的生理运输功能。

结论与意义
本研究揭示amitraz通过特异性结合HSA的Trp214残基，诱发蛋白构象变化（α螺旋减少、稳定性下降），并可能干扰其运输内源性物质（如脂肪酸、激素）的能力。更关键的是，HSA的抗氧化活性位点Cys34可能被amitraz形成的二硫键占据，导致血浆抗氧化能力下降。这些发现不仅阐明了农药-蛋白相互作用的分子机制，还为评估amitraz的慢性毒性（如代谢紊乱、氧化应激相关疾病）提供了新视角，对制定农药安全使用标准具有重要参考价值。