海藻中砷的化学形态及代谢机制.docx

海藻中砷的化学形态及代谢机制 研究综述?REVIEWS 海藻中砷的化学形态及代谢机制* STUDIES ON CHEMICAL FORMS AND METABOLIC MECHANISM OF ARSENIC IN SEAWEEDS 范　晓 孙　飚 (中国科学院海洋研究所青岛266071) 海藻中含有多种有益于人类健康的活性成分,同时也含有一定数量的重金属元素,其中砷的含量尤为显著,海藻中的砷一直是人们研究的热点之一砷长期以来一直被视为一种对人体有害的毒性元素但是近年来国内外大量的研究表明,砷的毒性在很大程度上依赖于其化学形态,海藻中的砷大多以无毒的有机态形式存在基于国内外已有的研究成果,本文就砷在海藻中的存在形态及代谢机制作一综述 1　砷的生理生化作用 砷在自然界中广泛存在,与人类的生活有密切联系海洋生物群中的砷形态多种多样,毒性特征也千差万别无机形态的砷的毒性作用很多,包括对氧化磷酸化过程的解偶联作用、与巯基基团结合从而破坏酶系统;还可以诱使DN A发生互换和断裂,造成基因的变异。

慢性砷中毒会导致各种循环和神经功能紊乱,以及突变、致癌和畸形等后果[10] 砷的主要致毒机制就是抑制巯基酶的活性当生物体内巯基酶活性受到阻碍时,会导致细胞呼吸作用的丧失,引起中毒一般而言,三价的亚砷酸盐(H2A sO3-,HA sO32-,A sO33-)毒性较高,其毒性强度比五价的砷酸盐(H2A sO4-、HA sO42-、A sO43-)高出60倍以上其原因是三价砷易与巯基结合成稳定的化合物,经人体吸收后不易排泄,且较具累积性;而五价砷与巯基没有亲和力[1]砷化物与蛋白质及酶巯基的作用, 如下所示 2　海藻中砷的化学形态 海藻中砷的化学形态,在代谢上与海水中的砷形态有着紧密联系在海水中,砷主要是以砷酸盐As (V)、亚砷酸盐A s(I II)、甲胂酸CH3AsO(O H)2,M M A 和二甲基次胂酸(CH3)2AsO(OH),D M A四种形态存在,其中以砷酸盐占优,因此,海水中的砷具有较高的毒性[1,2,3,5] 目前国际上普遍认为,海藻中的砷以有机态和无机态并存,其中有机砷化合物占绝大多数,毒性较小 Why te和Eng lar分析了褐藻的海带科、翅藻科和巨藻科中的砷,发现无机砷含量为0.5×10-6～2.7× 10-6,而有机砷含量为40.3×10-6～89.7×10-6。

有机砷占总砷的95%以上,无机砷只是少数[19]Edmonds 和F ra ncesconi也认为大多数海藻中的砷化合物主要是有机砷[9] 主要是有机砷[9] 但也有例外情况有的海藻如马尾藻科(Sarg as-saceae),它的无机砷含量及占总砷的比例明显高于其他褐藻其中Sar gassum muticum的无机砷含量为 20.8×10-6,约占总砷的38%;日本羊栖菜(H iz ikia f usif orme)的无机砷含量高达71.8×10-6,约占总砷的58%[19],这表明马尾藻科累积无机砷的能力高于其他海藻 大量研究表明:海藻中有机砷的存在形态主要有两种:砷糖(A r seno-sugar s)和砷脂(A r seno-lipids)[16],即海藻中的有机砷主要与糖类和脂类相结合而存在 砷糖含有五价砷,这种五价砷与两个甲基团、一个氧原子和一个核糖碳原子键合(图1),毒性较小Ed- 中国科学院海洋研究所调查研究报告第2949号 收稿日期:11016年5月24日 研究综述?REVIEWS 海藻中砷的化学形态及代谢机制* STUDIES ON CHEMICAL FORMS AND METABOLIC MECHANISM OF ARSENIC IN SEAWEEDS 范　晓 孙　飚 (中国科学院海洋研究所青岛266071) 海藻中含有多种有益于人类健康的活性成分,同时也含有一定数量的重金属元素,其中砷的含量尤为显著,海藻中的砷一直是人们研究的热点之一。

砷长期以来一直被视为一种对人体有害的毒性元素但是近年来国内外大量的研究表明,砷的毒性在很大程度上依赖于其化学形态,海藻中的砷大多以无毒的有机态形式存在基于国内外已有的研究成果,本文就砷在海藻中的存在形态及代谢机制作一综述 1　砷的生理生化作用 砷在自然界中广泛存在,与人类的生活有密切联系海洋生物群中的砷形态多种多样,毒性特征也千差万别无机形态的砷的毒性作用很多,包括对氧化磷酸化过程的解偶联作用、与巯基基团结合从而破坏酶系统;还可以诱使DN A发生互换和断裂,造成基因的变异慢性砷中毒会导致各种循环和神经功能紊乱,以及突变、致癌和畸形等后果[10] 砷的主要致毒机制就是抑制巯基酶的活性当生物体内巯基酶活性受到阻碍时,会导致细胞呼吸作用的丧失,引起中毒一般而言,三价的亚砷酸盐(H2A sO3-,HA sO32-,A sO33-)毒性较高,其毒性强度比五价的砷酸盐(H2A sO4-、HA sO42-、A sO43-)高出60倍以上其原因是三价砷易与巯基结合成稳定的化合物,经人体吸收后不易排泄,且较具累积性;而五价砷与巯基没有亲和力[1]砷化物与蛋白质及酶巯基的作用, 如下所示。

2　海藻中砷的化学形态 海藻中砷的化学形态,在代谢上与海水中的砷形态有着紧密联系在海水中,砷主要是以砷酸盐As (V)、亚砷酸盐A s(I II)、甲胂酸CH3AsO(O H)2,M M A 和二甲基次胂酸(CH3)2AsO(OH),D M A四种形态存在,其中以砷酸盐占优,因此,海水中的砷具有较高的毒性[1,2,3,5] 目前国际上普遍认为,海藻中的砷以有机态和无机态并存,其中有机砷化合物占绝大多数,毒性较小 Why te和Eng lar分析了褐藻的海带科、翅藻科和巨藻科中的砷,发现无机砷含量为0.5×10-6～2.7× 10-6,而有机砷含量为40.3×10-6～89.7×10-6有机砷占总砷的95%以上,无机砷只是少数[19]Edmonds 和F ra ncesconi也认为大多数海藻中的砷化合物主要是有机砷[9] 主要是有机砷[9] 但也有例外情况有的海藻如马尾藻科(Sarg as-saceae),它的无机砷含量及占总砷的比例明显高于其他褐藻其中Sar gassum muticum的无机砷含量为 20.8×10-6,约占总砷的38%;日本羊栖菜(H iz ikia f usif orme)的无机砷含量高达71.8×10-6,约占总砷的58%[19],这表明马尾藻科累积无机砷的能力高于其他海藻。

大量研究表明:海藻中有机砷的存在形态主要有两种:砷糖(A r seno-sugar s)和砷脂(A r seno-lipids)[16],即海藻中的有机砷主要与糖类和脂类相结合而存在 砷糖含有五价砷,这种五价砷与两个甲基团、一个氧原子和一个核糖碳原子键合(图1),毒性较小Ed- 中国科学院海洋研究所调查研究报告第2949号 收稿日期:11016年5月24日 。