甲基亚砷酸—一种毒性更强的无机砷代谢中间产物

作     者：李冰 皮静波 孙贵范 

作者机构：中国医科大学公共卫生学院劳动卫生教研室辽宁沈阳110001 

出 版 物：《中国地方病学杂志》 (Chinese Jouranl of Endemiology)

年 卷 期：2001年第20卷第3期

页      面：219-221页

学科分类：100405[医学-卫生毒理学] 1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 10[医学] 

主　　题：甲基亚砷酸 毒性 无机砷 MMA 代谢中间产物 

摘      要：无机砷（inorganic arsenic,iAs）甲基化生成甲基砷酸（monomethylarsinic acid,MMAＶ）和二甲基砷酸（dimethylarsinic acid,DMAＶ）的过程一直被认为是无机砷在人类和多数哺乳动物体内发生生物转化和解毒的主要途径［1］。近年的研究表明，砷的甲基化并不是从iAs到MMAＶ再到DMAＶ的简单过程，而是涉及到许多酶促和/或非酶促反应的复杂的代谢过程［2，3］。在这一代谢过程中，存在着多种可能的中间代谢产物，并且有些中间产物的毒性可能更大［4］。最近的一些研究表明，无机砷甲基化代谢中间产物之一—甲基亚砷酸（monomethylarsonous acid,MMAⅢ），就具有比无机砷更强的毒性［5，6］，可能是无机砷暴露的重要致病因素之一［7］。本文将就有关MMAⅢ研究的最新进展综述如下。1 无机砷体内生物转化和甲基化过程 机体内无机砷的甲基化过程自1951年Challenger在真菌中发现以来［8］，已经在鼠类、狗、家兔等多种实验动物和人体内得到证实。且随着无机砷甲基转移酶和单甲基砷甲基转移酶从家兔、Hamster鼠、Rhesus猴肝脏和Chang人类肝细胞［9］等分离纯化的成功，无机砷在体内甲基化的基本过程得到了比较深入地阐明。 机体内砷的甲基化是在甲基转移酶（methyltransferase）催化下进行的。但是，由于砷的甲基转移酶类——无机砷甲基转移酶和单甲基砷甲基转移酶均以三价砷而不是以五价砷作为反应底物［10，11］，因此进入体内的砷酸盐（arsenate,iAsⅤ）首先要被还原为亚砷酸盐（arsenite,iAsⅢ）。这一还原过程主要是在iAsⅤ还原酶催化下的酶促反应。另外，还原型谷胱甘肽（reduced glutathione,GSH）作用下的非酶促反应也可以参与［12］。还原生成的iAsⅢ能够以S—腺苷甲硫氨酸（S-adenosyl-L-methionine,SAM）作为甲基供体，在iAsⅢ甲基转移酶催化下生成MMAⅤ，这是砷的第一甲基化反应。而后，MMAⅤ再被还原为MMAⅢ，然后在MMAⅢ甲基转移酶的作用下生成DMAⅤ，这是砷的第二甲基化反应。有些动物体内可能还存在着第三甲基化过程，并可以生成三甲基砷酸（trimethylarsinic acid,TMAⅤ）［11，13］。在整个的无机砷氧化还原和甲基化过程中，GSH或半胱氨酸等非蛋白巯基在各个阶段都发挥着重要地调节作用［14，15］。而催化MMAⅤ还原为MMAⅢ的MMAⅤ还原酶则是整个反应过程的限速酶［11，16］。同时，高剂量iAsⅢ还可以抑制砷的第二甲基化过程［6］。