《Journal of Molecular Structure》：Investigation of the Interactions Between Halogen-Substituted para-Benzaldehyde Derivatives and Bovine Serum Albumin via Multispectral and Molecular Docking Techniques
编辑推荐：
•从分子层面研究了对位溴代苯甲醛的潜在毒性。•对位溴代苯甲醛会改变BSA的微环境。•卤素原子半径越大，其对BSA的毒性就越强。•疏水相互作用在结合过程中起主导作用，从而导致荧光淬灭现象。引言苯醛衍生物是广泛应用于制药、农业和香料行业的关键化学中间体。然而，它们可能带来的环境和健康
- •
从分子层面研究了对位溴代苯甲醛的潜在毒性。
- •
对位溴代苯甲醛会改变BSA的微环境。
- •
卤素原子半径越大，其对BSA的毒性就越强。
- •
疏水相互作用在结合过程中起主导作用，从而导致荧光淬灭现象。
引言
苯醛衍生物是广泛应用于制药、农业和香料行业的关键化学中间体。然而，它们可能带来的环境和健康风险亟需引起重视[1]。作为典型的环境污染物和消毒副产物，卤代苯醛通过多种机制对生态系统和生物健康构成多重威胁。这类化合物作为环境污染物广泛存在，其生态影响包括破坏水生生物的平衡、损害土壤微生物群落，还存在生物积累的可能性。就人类和生物的健康而言，这些化合物可引发氧化应激和细胞损伤，还可能带来内分泌紊乱和基因毒性风险[2,3]。此外，由于原子半径和电负性的差异，卤素取代基（F、Cl、Br、I）的不同会导致毒性强度的系统性变化[4]。含有较大卤素原子（Br、I）的衍生物通常具有更高的生态风险，这体现了控制卤素性质和毒性效应的复杂结构-活性关系。因此，系统评估卤代苯醛的结构依赖性毒性对于准确判断其生态和健康影响以及为未来的监管政策提供依据至关重要。
作为生物医学研究中的模型蛋白，牛血清白蛋白是一种重要的生理载体，它可通过选择性结合维持渗透压，并精确调控包括脂肪酸、激素和金属离子在内的多种物质的运输[5]。此外，BSA结构明确且稳定性好，因此被广泛用作研究分子相互作用的模型系统[5]。BSA还被用作研究蛋白质与药物、环境污染物等配体之间结合机制的标准参考物，可用于分析结合亲和力、动力学特性以及构象变化等[6]。这些特性使得BSA在药物研发、毒性评估和生物材料设计领域具有不可替代的价值[7]。这种单链蛋白的分子量约为66.5 kDa，与人类血清白蛋白结构相似，因此能够模拟渗透压调节和物质运输等关键生理功能。系统分析BSA对污染物的结合模式、动态构象变化及代谢反应，有助于阐明化合物影响蛋白质功能及其潜在毒性效应的机制[8,9]。虽然这类体外蛋白质结合研究并不能直接测量毒性，但它们可作为有价值的一级筛选工具，用于识别具有潜在药代动力学意义的化合物，并建立结构-活性关系，为更全面的毒理学评估提供依据。这为对对位取代卤代苯醛衍生物（p-XBzH）的健康风险评估提供了重要的理论支持。
光谱技术因其高灵敏度、优异的选择性和操作简便性，成为阐明外源化合物与蛋白质之间相互作用的强大方法[10]。本研究采用了多光谱分析与分子对接模拟相结合的综合方法，系统研究了
-XBzH与BSA之间的结合特征及分子相互作用机制[11]。通过紫外-可见吸收光谱和圆二色光谱等多维度光谱技术，分析了化合物诱导的蛋白质构象动态变化[12,13]。这些实验观察结果与理论计算相结合，有助于揭示结合位点、相互作用力以及热力学参数，进而阐明
-XBzH与BSA相互作用的分子识别模式和结构-活性关系[14]。
章节摘要
试剂与仪器
牛血清白蛋白（BSA，纯度≥98%）和Tris-HCl缓冲液购自中国上海的ACMEC生化有限公司。一系列对位取代苯醛（p-FBzH、p-ClBzH、p-BrBzH、p-IBzH）由能量化学有限公司提供。所有实验所用的Tris-HCl缓冲液均为分析级，是用南京燕武生物技术的超纯水系统制备的。稳态荧光光谱和三维荧光等高线图是通过某种设备记录的
关于-XBzH淬灭BSA荧光机制的研究
通过对位卤代苯醛（
p-XBzH）与BSA之间的相互作用进行研究，发现存在浓度依赖性的荧光淬灭现象[17]。随着卤代苯醛浓度的增加（0-20 μM），BSA的固有荧光逐渐减弱，这说明分子间的相互作用导致了静态或动态的荧光淬灭，具体类型将在后续研究中进一步确定。在不同
-XBzH化合物之间观察到了显著的荧光淬灭效率差异
结论
本研究通过多光谱技术、分子对接模拟和热力学分析，系统阐明了
-XBzH与BSA之间的相互作用机制。
p-XBzH通过与BSA形成稳定态复合物来实现荧光淬灭效应。结合亲和力随卤素原子半径的增加而依次增强的趋势：
p-FBzH <
p-ClBzH <
p-BrBzH <
p-IBzH。结合化学计量比为
≈1，表明存在一个主要的结合位点。同步荧光光谱和圆二色光谱分析结果进一步揭示了
CRediT作者贡献说明
朱行宇：原文撰写、数据整理、概念构思。陈曼洁：研究方法设计、正式数据分析。杨晓凡：文章润色修改、可视化处理。万杰：文章润色修改、资源准备、实验开展。王立军：文章润色修改、资源准备、资金申请。朱美青：文章润色修改、资源准备、资金申请、概念构思。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
本研究部分得到了以下机构的资助：中国国家自然科学基金（项目编号：42207489）、安徽省高校中青年教师培养行动计划（项目编号：YQZD2025045）、安徽省高等教育优秀青年人才基金（项目编号：2023AH030019）、河南省科学院高层次人才科研启动项目（项目编号：232018014）、工业园区污染控制与资源化利用联合
Xingyu Zhu|Manjie Chen|Xiaofan Yang|Jie Wan|Lijun Wang|Meiqing Zhu
