没食子酸酯抑制人及大鼠胎盘3β-羟基类固醇脱氢酶的作用机制：实验、3D-QSAR与计算模拟的整合分析

本研究系统探讨了食品及化妆品添加剂没食子酸酯类化合物对胎盘孕酮合成关键酶3β-羟基类固醇脱氢酶（3β-HSD）的抑制作用。通过酶动力学实验、三维定量构效关系（3D-QSAR）及分子对接技术，揭示了碳链长度与抑制效力的正相关性，阐明其通过与辅因子NAD+竞争性结合干扰类固醇转化的分子机制，为评估没食子酸酯的内分泌干扰效应提供了重要理论依据。

　　

Highlight

没食子酸酯通过竞争性抑制人胎盘3β-HSD1（h3β-HSD1）和大鼠同工酶（r3β-HSD4）显著干扰孕酮合成，其中十二烷基没食子酸酯抑制活性最强（IC₅₀≈6 μM）。抑制效力与碳链长度呈正相关，疏水性和分子体积是关键决定因素。

Introduction

没食子酸酯作为广泛使用的抗氧化剂，其内分泌干扰效应尚未明确。本研究聚焦其对胎盘孕酮合成关键酶3β-HSD的抑制作用。该酶催化孕烯醇酮（P5）向孕酮（P4）的转化，依赖辅因子NAD⁺及催化三联体（人源：Ser¹²⁵/Tyr¹⁵⁵/Lys¹⁵⁹；大鼠：Thr¹²⁵/Tyr¹⁵⁵/Lys¹⁵⁹）。研究旨在揭示物种差异、抑制模式（MOA）及三维构效关系（3D-QSAR）。

Section snippets

Chemicals

实验采用纯度≥98%的没食子酸及其烷基酯（甲基至十六烷基衍生物），孕烯醇酮（P5）和孕酮（P4）购自Steraloids公司，人胎盘微粒体及大鼠睾丸线粒体用于酶源制备。

Effects of gallates on placental 3β-HSDs

人胎盘h3β-HSD1的Km值为0.49±0.07 μM（P5为底物）。丙基、丁基、己基、辛基和十二烷基没食子酸酯呈现混合型抑制，IC₅₀范围5.99-75.16 μM（人酶）及5.91-49.60 μM（大鼠酶），且大鼠酶敏感性更高。短链衍生物（甲基、乙基）及没食子酸在100 μM无显著抑制。

Discussion

碳链长度决定抑制效力，十二烷基衍生物活性最强。分子对接表明没食子酸酯结合于NAD⁺口袋或底物-辅因子界面。3D-QSAR验证疏水区域和氢键受体对活性的调控作用。在JAr细胞中，没食子酸酯对孕酮合成的抑制还受其水溶性限制。本研究为评估没食子酸酯的生殖毒性风险提供了分子层面证据。