镰刀菌毒素及其隐蔽型形式的代谢研究

发布时间：2017-12-18 05:35

  本文关键词：镰刀菌毒素及其隐蔽型形式的代谢研究

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【摘要】：镰刀菌毒素(Fusarial toxins)是由镰刀菌(Fusarium)产生的一类对动植物有害的次级代谢产物,它广泛存在于谷物和饲料之中,对人和动物的健康及生命造成潜在的危害。毒素进入机体之后,会在体内发生广泛的代谢,生成众多代谢产物。开展镰刀毒素在畜禽和人中代谢研究,明确其代谢途径,确定主要代谢产物,对全面评价镰刀菌毒素毒性作用和确定其在动物源性食品中的残留标志物具有重要意义。本研究以单端孢霉烯族(Trichothecenes)A类和B类毒素、玉米赤霉烯酮(Zearalenone, ZEN)类及其隐蔽型毒素(Masked mycotoxins)为研究对象,采用超高效液相色谱串联四级杆／飞行时间质谱(UPLC-Q/TOF)开展了其在大鼠、鸡、猪、羊、牛和人肝微粒体中的代谢研究,比较了其种属代谢差异；同时还针对T-2毒素、DON、DAS、ZEN、T-2-3G和ZEN-14G进行了大鼠和鸡体的内代谢研究。采用差速离心法成功的制备出了大鼠、鸡、猪、羊和牛肝微粒体。并以此开展了单端孢霉烯族A类中的T-2毒素、HT-2及DAS在畜禽和人肝微粒中Ⅰ相和Ⅱ相代谢研究,分别识别和鉴定出了7种、11种和10种代谢产物,并发现水解、羟基化和葡萄糖醛酸(GlcA)结合是三者的主要代谢途径,且不同种属之间存在显著的种属代谢差异。C-4位乙酰基的水解是T-2毒素和DAS的主要代谢途径,HT-2和15-MAS分别是两者的主要代谢产物；羟基化是HT-2的主要的代谢途径,并以C-3'位羟基化为主；而GlcA结合反应主要是位于三者的C-3位的羟基上。此外,还开展了单端孢霉烯族B类中的DON和NIV的Ⅱ相代谢研究,分别识别和鉴定了3种和1种GlcA结合物,动物中的GlcA结合反应主要是发生在DON和NIV的C-3位羟基上,但是人中DON的GlcA结合主要是位于C-15位的羟基上。开展了ZEN,α-ZEL和β-ZEL在畜禽和人肝微粒体中的Ⅰ相和Ⅱ相代谢研究,并比较其种属代谢差异。结果在ZEN中发现了20种Ⅰ相代谢物和4种GlcA结合物,发现‘-ZEL是ZEN优势还原产物；而羟基化可以发生在C-2、3、4、5、6、8、9、10、11、13和15位,且羟基化的种属代谢差异明显,但是C-13/15位的羟基化产物是ZEN的优势代谢物。在肝微粒体中,ZEN与α-ZEL、β-ZEL可以相互转化,发生加氢和脱氢反应。ZEN的GlcA结合主要发生在C-14位,在a-ZEL和β-ZEL的Ⅱ相代谢研究中分别发现了8种和7种GlcA结合物,C-14和C-7位是GlcA的主要结合位点,并发现了多种双GlcA结合产物。基于体外代谢结果,本研究进一步开展了T-2毒素、DAS、DON和ZEN在大鼠和鸡体内的代谢研究。结果在大鼠和鸡体内分别识别和鉴定出了19种和18种T-2毒素的代谢产物,两者存在显著的种属代谢差异。水解、羟基化、脱环氧化和重排是T-2毒素在大鼠中主要代谢途径,并发现雌雄性大鼠之间具有显著的代谢差异。而水解、羟基化、羧酸化和硫酸盐结合为T-2毒素在鸡中主要代谢途径。在大鼠和鸡体内分别发现了4种和2种DAS代谢物,并发现水解和羟基化是其主要代谢途径。脱环氧和硫酸盐结合分别是DON在大鼠和鸡中代谢途径。ZEN在大鼠和鸡中发生了广泛代谢,分别发现了23种和6种代谢物。还原、羟基化和GlcA结合是ZEN在大鼠中的主要代谢途径,而鸡中为还原和硫酸盐结合。成功的合成出了3种隐蔽型霉菌毒素ZEN-14G、α-ZEL-14G和P-ZEL-14G,并开展了其在畜禽和人肝微粒体中Ⅰ相和Ⅱ相代谢研究,发现三者的糖苷键在肝微粒体中可以发生水解,生成其原型ZEN、α-ZEL和p-ZEL。此外,还发现羟基化、加氢/脱氢和GlcA结合是三者的主要代谢途径,其羟基化主要是发生在C-4、5、6和9位；GlcA结合主要是发生C-16位以及α-ZEL-14和β-ZEL-14G的C-7位。ZEN-14G在大鼠体内的代谢结果表明糖苷键的水解、还原、羟基化、GlcA结合和硫酸盐结合是其主要代谢途径。此外,还开展了T-2-3G体外代谢研究,识别和鉴定出了5种代谢产物,并发现羟基化和水解其主要代谢途径,3'-OH-T-2-3G是其优势代谢产物。而T-2-3G在大鼠体内的代谢结果表明其在胃肠道中不易吸收,仅在大鼠的粪便发现了其降解产物T-2毒素。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S859.8
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本文编号：1303038