兽用抗生素与除草剂在SOD二聚体界面竞争性结合及其拮抗效应机制研究

本研究发现兽用抗生素磺胺嘧啶（SD）与除草剂苯嗪草酮（MET）在特定浓度比例下通过竞争结合Cu/Zn-SOD（超氧化物歧化酶）二聚体界面关键位点，诱发拮抗性酶活性抑制。研究通过多光谱技术、X射线光电子能谱（XPS）及分子对接揭示了二者1:1结合 stoichiometry 及结合微环境变化，为混合农用化学品健康风险评价提供了分子水平的新方法论框架。

　　

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Chemicals and protein

SD（CAS: 68-35-9，分子量250.277 g/mol，纯度＞99%）与MET（CAS: 41394-05-2，分子量202.213 g/mol，纯度＞98%）分别购自东京化学工业株式会社和阿拉丁生化科技公司。SOD（源自牛红细胞，约31 kDa，活性≥6000 U/mg）由北京博奥拓达科技有限公司提供。测试化学品与SOD完全混合后孵育用于后续实验。

Inhibition of SD, MET, and their mixtures on SOD activity

如图2a所示，当单一化合物与酶的比例为1:1和2:1时，对SOD活性的影响轻微。当比例超过5:1时，SD和MET均对SOD活性产生统计学显著抑制。随后通过直接混合SD和MET制备了五种二元混合物。图2b表明，仅当混合物与酶的比例为10:1（两组分各占5:1）时，SOD活性才被显著抑制，且抑制程度低于单一化合物在同等总浓度下的效应，提示二者存在拮抗作用。

Conclusion

本研究揭示SD与MET在体外对SOD酶活性呈现拮抗抑制效应。荧光淬灭和热力学分析表明，SOD与SD（或MET）的结合是自发过程，且具有1:1化计量比，提示测试化学品在SOD中存在单一结合位点。通过比较结合与构象分析中使用的化合物-SOD比例，发现SOD活性抑制主要源于测试化学品在关键位点的直接结合，而非构象改变。研究进一步通过同步荧光、XPS及分子模拟验证了SD与MET竞争性结合SOD二聚体界面腔隙中的关键氨基酸残基（如谷氨酸、精氨酸和酪氨酸），从而阐明了拮抗作用的分子机制。