а 5).

В табл. 6 приведены основные типы окислительных энзи-матических превращений ксенобиотиков.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ГИДРОЛИЗ

Восстановительные процессы в организмах исследованы не так хорошо, как окислительные. Известно, что в анаэробных условиях в почве происходит разложение циклических и ароматических углеводородов с промежуточным образованием цик-логексанона.

46

47

Предполагается, что в тканях растений нитросоединения восстанавливаются нитро и азоредуктазами. В тканях животных происходит также восстановление сульфидов

Rj— S—S—R2 —RiSH + R2SH.

RC(0)OR'

н2о

К реакциям гидролиза в первую очередь относится протеолити-ческое расщепление крахмала, белков и нейтральных жиров, катализируемое ферментами гидролазами (в случае энзимов, расщепляющих сложные эфиры типа жиров, их называют эстеразами)

RCOOH + ROH.

Активность эстераз зависит от характера заместителей в молекуле расщепляемого сложного эфира: объемные заместители по соседству со сложноэфирной группировкой стерически затрудняют гидролиз. Поэтому устойчивые к гидролизу и ли-пофильные соединения типа диэтилгексилфталата накапливаются в жировых тканях. Напротив, фталаты с неразветвлен-ными углеродными цепочками омыляются в гидрофильные фталевые кислоты, которые выводятся из организма с мочой.

+нго-

Ниже приведены примеры энзиматического гидролиза некоторых экотоксикантов:

малатиои,

келеван,

фталаты

-О—С—

-с—ОН + НО-II О

+н2о.

-C=N

+нао

—N—С-1 I Н

А I

-о о—с-

-С—NH2 II О

~NH2 + НО—С— М-ацетал-2-аминофлуорен

-°N //° I

о

/ \

—с—с— I I

Н

I I

-С—N—С—

Рч + но—с-

—о ОН 1

ОН I I

—с—с—

I I

+н2о

ОН

Н

карбарил

I I I

—С—ОН + НО-С—N—С-

I II I

Среди этих соединений много средств химической защиты растений от насекомых. Это объясняется тем, что в организмах насекомых, в отличие от организмов млекопитающих, набор эстераз беден. Поэтому у насекомых не происходит быстрое обезвреживание, например, фосфорорганических соединений, и они накапливаются до летальных концентраций. Однако у насекомых в значительно большей степени, в сравнении с млекопитающими, распространено окислительное активирование.

ВТОРИЧНЫЕ РЕАКЦИИ

О-Р-Р-Урид

О-Р-Р-Урид

OR

ОН

Важным направлением биологической трансформации у позвоночных животных является перевод гидрофобных соединений в водорастворимые, способные выводиться с мочой. Это достига-

ОН

Схема 6. КОНЪЮГАЦИЯ СПИРТОВ И ФЕНОЛОВ С УРИДИНФОСФАТГЛЮКУ-РОНОВОЙ КИСЛОТОЙ (Парлар И Ангерхефер, 1991)

48

4-4136

49

ется путем конъюгации - связывания ксенобиотиков и продуктов их трансформации с гидрофильными молекулами, такими как глюкуроновая кислота, H2SO4 и т. п.

Глюкуроновая кислота получается при окислении глюкозы по атому С-6. Предварительной стадией трансформации гидрофобного ксенобиотика должно быть введение в молекулу полярной группы (например, НО). На схеме 6 показано образование УДФ-глюкуро-новой кислоты уридинфосфатом (УДФ) и глюкозой. Взаимодействие последней с гидроксилированной молекулой ксенобиотика (ROH) приводит к образованию конъюгата - глюкуронида.

Аналогично протекает конъюгирование с серной кислотой, эфиры которой образуются в организме из сульфатов

NH2

0 0 N

II II f

-O-S-0-P-CH2v.0^, N

0 °- О-^ОН

I

о=р—О-

I

0"

2.3. БИОТРДНСФОРМА11ИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЭКОТОКСИКАНТОВ

Из всех классов неорганических соединений, поступающих в биосферу в результате человеческой деятельности, наибольшее внимание привлекают тяжелые металлы. В их число, согласно решению Целевой группы по выбросам Европейской экономической комиссии ООН, включены Pb, Cd, Hg, Ni, Со, CR, Си, Zn, а также As, Sb и Se.

Некоторые из перечисленных элементов необходимы живым организмам, поскольку входят в состав простетических групп важных биомолекул. Однако потребность в них невелика и поступление избыточных количеств металлов в организмы приводит к тяжелой интоксикации. Поэтому многие организмы имеют естественные механизмы метаболизма и удаления тяжелых металлов, чаще всего в форме металлорганических соединений.

Неорганические катионы переводятся в такие соединения различными путями. Один из наиболее изученных механизмов биометилирования включает перенос метиланиона от модифицированной формы витамина BJ2 (метилкобаламина CH2COBI2).

Донором кабаниона СЩ служат также производные N5-ME-тилтетрагидрофолата и S-аденозилметионина. По такому механизму происходит биометилирование ртути, свинца и олова.

50

CH3Hg +

НЕ-

Другим направлением биотрансформации ртути является восстановление катионов Hg2+ или CH3Hg+ с участием НАДФ/Н^. Образовавшаяся металлическая ртуть, обладающая высокой летучестью, может переходить в газовую фазу. Таким образом, в общем виде биохимические превращения ртути могут быть представлены в виде следующей схемы:

2+ СН3СоВ12 „тт „_+ CHjCoBi;

НАДФ/Н*

CH3Hg+

CH3HgCH3

Hg + CH4

H2NOC Н2С„

Процессы биометилирования наиболее интенсивно осуществляются микроорганизмами (псевдомонопо