新華社洛杉磯8月30日電 近年來,砷污染及砷中毒事件在全球范圍內(nèi)頻發(fā),遭受砷污染的飲用水成為人類健康的重大威脅。美國一項(xiàng)新研究揭示了砷是如何借助微生物的新陳代謝進(jìn)入水源的。這對于預(yù)測砷遷移轉(zhuǎn)化對環(huán)境的影響有重要意義。
砷是俗稱的“砒霜”中的主要成分,是自然界中存在的一種有毒元素。全世界至少有1億人飲用的水砷含量超標(biāo)。此前研究表明,攝入砷可能會增加人罹患肺癌、膀胱癌和皮膚癌等癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。
砷酸鹽是自然界中常見的含砷化合物,它通常吸附在沉積環(huán)境中的鐵礦物表面,難以溶解到地下水中。那么水中的砷污染從何而來?加州理工學(xué)院研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)環(huán)境缺氧時(shí),一些微生物會進(jìn)入?yún)捬醮x模式,將砷酸鹽轉(zhuǎn)化為易溶于水的亞砷酸鹽,從而污染地下水。
在這一過程中,砷酸鹽呼吸還原酶扮演了關(guān)鍵角色。這種酶的結(jié)構(gòu)微小,即使在顯微鏡下也難以看到。研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用X射線衍射技術(shù)來準(zhǔn)確顯示其結(jié)構(gòu)及其與砷酸鹽結(jié)合的位點(diǎn),這對了解它的功能有重要幫助。論文近期發(fā)表在美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),砷酸鹽之所以對人體有毒,原因在于它在化學(xué)上與磷酸鹽相似,而磷酸鹽是細(xì)胞產(chǎn)生三磷酸腺苷(ATP)的必要化合物,ATP是細(xì)胞能量的來源。如果砷酸鹽過量,細(xì)胞會優(yōu)先與砷酸鹽結(jié)合而不是磷酸鹽,從而破壞產(chǎn)生ATP的能力,導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
加州理工學(xué)院地質(zhì)生物學(xué)教授紐曼表示,研究砷酸鹽呼吸還原酶在相關(guān)環(huán)境中如何發(fā)揮作用,有助于了解砷如何通過細(xì)菌進(jìn)入飲用水,從而幫助解決復(fù)雜的環(huán)境安全問題。
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