《Journal of Hazardous Materials》：Neurotoxicological Concerns: Azole Fungicides as Mixed/Noncompetitive Inhibitors of Human and Rat 5α-Reductase 1
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摘要三唑类杀菌剂在全球农业中被广泛用于保护水稻、蔬菜和水果免受真菌病原体的侵害，然而它们干扰神经甾体生物合成的能力已引发了严重的毒理学关注。在本研究中，我们使用人和大鼠模型，调查了十一种代表性三唑类杀菌剂对5α-还原酶1（SRD5A1）酶活性的影响。为了评估抑制效果，我们采用
摘要
三唑类杀菌剂在全球农业中被广泛用于保护水稻、蔬菜和水果免受真菌病原体的侵害，然而它们干扰神经甾体生物合成的能力已引发了严重的毒理学关注。在本研究中，我们使用人和大鼠模型，调查了十一种代表性三唑类杀菌剂对5α-还原酶1（SRD5A1）酶活性的影响。为了评估抑制效果，我们采用高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）精确测量睾酮向二氢睾酮的转化，并结合表面等离子体共振（SPR）、完整细胞检测、计算机辅助对接、分子动力学和三维定量构效关系（3D-QSAR）建模进行综合分析。筛选结果表明，三种三唑类化合物抑制人类同工酶，而四种抑制大鼠同工酶，其中抑霉唑（ipconazole）的效力最强（人类IC?? = 3.40 μM，大鼠IC?? = 15.24 μM）。SPR确认了其紧密结合（KD = 2.12 μM）和NADPH干扰作用。动力学分析将这些化合物归类为混合型/非竞争性抑制剂。在SF126细胞中，10和100 μM暴露浓度显著降低了DHT的产量。构效关系分析显示抑制活性与LogP相关，3D-QSAR分析强调疏水相互作用至关重要。对接结果显示，三唑类化合物通过范德华力、氢键、疏水接触和电荷相互作用占据NADPH结合位点。总之，我们的研究结果表明，三唑类杀菌剂可跨物种抑制SRD5A1，可能通过耗竭神经甾体引发神经障碍，进一步凸显了开展神经毒理学研究的必要性。
章节摘要
引言
三唑类杀菌剂被广泛用于防治水稻、蔬菜和水果的真菌病害[1]、[2]、[3]。其在保障作物产量和质量方面的有效性使其在全球范围内得到了广泛和持续的使用，其中戊唑醇、环氧菌核净和抑霉唑等化合物在收获前后均被频繁施用（图1a）[4]、[5]。因此，三唑类杀菌剂广泛污染了环境（食品、饮用水和空气）[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]。人体暴露于
化学物质
基于以下标准选择了十一种三唑类杀菌剂：1) 结构多样性：它们代表不同的亚类（三唑类、咪唑类及其他），具有不同的取代基（如卤代苯基、烷基链）。2) 广泛的农业使用：所有化合物均在多个国家注册用于作物保护。3) 商业标准的可获得性。此选择方案使得能够在全范围的理化性质（LogP、分子量）范围内进行全面的构效关系分析。
某些三唑类杀菌剂抑制人类SRD5A1活性
人类SRD5A1是一种低亲和力酶，在pH 7.2左右表现出最佳催化活性，而SRD5A2也是一种低亲和力酶，但在酸性条件下表现出最佳活性。在本研究中，我们在pH 7.2下测量SRD5A1的活性，以最好地反映其生理反应条件。人类脑组织SF126细胞微粒体中人类SRD5A1的催化活性得到了表征。酶动力学分析显示，人类的Km值为3.71 ± 0.68 μM
讨论
本研究提供了证据表明，几种广泛使用的三唑类杀菌剂，特别是抑霉唑、环氧菌核净和多效唑，是人类SRD5A1的强效抑制剂。在机制方面，酶动力学研究和SPR数据共同表明，这些化合物作为混合型抑制剂发挥作用，主要靶向SRD5A1的NADPH结合位点。此外，人类SF126细胞中的细胞水平检测证实，这些三唑类化合物能够穿透细胞膜并减少DHT的产生。
环境意义
三唑类杀菌剂在农业和医学中被广泛使用，其潜在的内分泌干扰风险仍然知之甚少。本研究揭示了它们对5α-还原酶1的抑制作用，该酶对神经甾体合成和脑功能至关重要。构效关系（SAR）和3D-QSAR分析表明，抑制活性与特定的杂环结构和疏水性相关。这些发现凸显了潜在的神经健康风险，并强调了进行进一步研究的紧迫性。
CRediT作者贡献声明
黄英豪：撰写——初稿，验证，形式分析。徐伊利：方法论，形式分析。余志强：方法论。王以峦：撰写——审阅与编辑，监督，获取资金，概念化。林佳晨：撰写——初稿，验证，形式分析。丁晨涛：方法论。李梦茹：方法论。应应芬：撰写——审阅与编辑，监督，获取资金，概念化。葛任山：撰写——审阅与编辑，获取资金
利益冲突声明
我们声明，我们与其他个人或组织不存在任何可能不当影响我们工作的财务和个人关系，也不存在任何产品、服务和/或公司的任何专业或其他个人利益，这些利益可能会被理解为影响本手稿中呈现的立场或对本手稿的审阅。
致谢
本研究部分资金来自中国国家自然科学基金（项目编号82301892 Y.Y.和82371610至R.G.）。我们感谢温州医科大学科研中心的专业咨询和必要的仪器设备使用权，这对本研究的顺利开展做出了重要贡献。
补充材料
结果的补充细节，包括补充图和表：三唑类杀菌剂对人体的Lineweaver-Burk分析图
Jiachen Lin|Yinghao Huang|Yilin Xu|Zhiqiang Yu|Chentao Ding|Mengru Li|Yingfen Ying|Ren-shan Ge|Yiluan Wang
温州医科大学第二附属医院暨育英儿童医院麻醉与围手术期医学科；教育部儿童麻醉学重点实验室；浙江省精准麻醉学重点实验室，温州医科大学；中国浙江温州 325027
