二氧化氯作用机制研究汇总

二氧化氯作用机制研究汇总，包括加成物的形成、作用机制观察、分子机制、疾病、组织等等。

二氧化氯作用机制研究

• 加成物形成
  • • 二氧化氯与重要生物分子的反应途径:二氧化氯与生物分子之间的反应途径有助于人们了解其杀菌的化学本质。一系列的研究表明，二氧化氯与酶和氨基酸的作用可能伴随有二氧化氯加合物(C(H)-OClO)的生成。初始底物(氨基酸) 一般先与第一个二氧化氯分子发生仅涉及单电子转移的氧化反应，形成的中间产物接着与第二个二氧化氯分子发生氧化反应，生成的二氧化氯加合物经过一系列后续反应最后生成终产物(韦明肯等)
    • 色氨酸与第一个二氧化氯分子的反应产生了色氨酰自由基阳离子，接着去质子化形成中性的色氨酰基，并马上与第二个二氧化氯分子反应，生成一个短暂存在的以 C(H)-OClO 键连接的二氧化氯加合物，此加合物在一个涉及 3 个电子的氧化反应中衰减 生 成 次 氯 酸、 N-甲 酰 犬 尿 氨 酸 ( N-formylkynurenine，NFK)和其它产物（Stewart DJ等）
    • 二氧化氯与半胱氨酸(CSH)的反应中，可能的反应机制是一个电子从半胱氨酸转移到二氧化氯分子上，然后氧化型的半胱氨酸正离子基团(CS) 与第二个二氧化氯分子反应，形成半胱氨酸-ClO 2 加合物(CSOClO)（ Ison A等）
    • 酪氨酸与二氧化氯反应产生的酚氧自由基快速地结合下一个二氧化氯分子，形成带有 C(H)OClO 键的短暂存在的加合物，然后迅速衰减生成多巴醌（Napolitano MJ等）
    • NADH 则首先转移一个电子到二氧化氯分子，然后传递一个 H 给 H 2 O，最后又转移一个电子给第二个二氧化氯分子，形成的产物包括两个 ClO－2，一个H 3 O+和一个 NAD+（ Bakhmutova-Albert EV等）
    • 上述研究报道显示形成二氧化氯加合物是二氧化氯氧化反应的一个共性特征
• 作用机制观察
  • 维持生命活动的重要代谢活动包括糖酵解、三羧酸循环、呼吸链(电子传递链 )、氧化磷酸化 (ATP的生成 )、核酸和蛋白质的合成等。重要代谢活动中的任何一个被终止都可能导致生命活动的停止（吴清平）
  • 呼吸被抑制的重要标志是 ATP 合成量的减少。原核生物的呼吸链位于细胞膜上,消毒剂与膜的接触可破坏呼吸链, 导致 ATP合成下降或受阻, 造成细胞死亡（吴清平）
  • ClO2对大肠杆菌ATP酶的破坏和使脂质过氧化是大肠杆菌死亡的重要原因（刘雪林）
  • 迄今为止，人们主要研究了二氧化氯的杀菌机理，而对于二氧化氯与动物和植物细胞的作用机制鲜有报道（韦明肯）
  • 二氧化氯与酶和氨基酸的作用可能伴随有二氧化氯加合物(C(H)-OClO)的生成（韦明肯）
  • 韦明肯等发现 75 mmol/L 的二氧化氯使脱氧核糖核苷三磷酸混合物(dNTPs)的OD 260 下降 54. 23% 以上，推测可能与嘧啶碱和嘌呤碱的共轭双键被破坏有关
  • 人们应摆脱抗生素(具有明确靶点)作用机理研究方法的束缚，抓住二氧化氯“非特异性氧化”的特征，从它与微生物接触以及进入细胞的时空顺序特点出发来寻找致死靶点，或许会有新的突破（韦明肯）
  • 二氧化氯与氯气的显著不同在于，氯气会使脊髓灰质炎病毒的超显微结构发生变化，而二氧化氯则在没有造成形态损伤的情况下将该病毒杀灭（Taylor GR）
  • ［14 C］尿嘧啶示踪的 RNA 合成量明显下降，因此推测二氧化氯是通过破坏病毒 RNA使其丧失模板功能，阻断了新 RNA 合成而使病毒失活（Li JW）
• 动物
  • 口服急性毒性： 大鼠LD 50 =1432mg/kg；慢性毒性： 小鼠微核试验 750 mg/kg为阴性；急性吸入毒性： 大鼠LC 50 =415.7mg/m3；皮肤刺激： 对家兔经皮肤无刺激
• 组织
  • 皮肤黏膜细胞无毒性浓度：276.5mg/L
  • 蛋白质-蛋白质交联以及蛋白质-脂质交联改变了动物、植物、真菌和细菌细胞膜的理化性质，二氧化氯在医学（皮肤）消毒等方面都有启发作用（韦明肯）
• 疾病
  • 二氧化氯略优于云南白药凝血时间；其中试验组结果部分激活的凝血酶时间（APTT）明显优于云南白药组，其中凝血酶原时间（PT）的试验结果则略微高于阳性对照组，而纤维蛋白原含量（FIB）的对应结果接近于云南白药组；通过血小板聚集率试验，云南白药组的聚集率为 40%-50%，而二磷酸腺苷（ADP）诱导的二氧化氯溶液试验组的最大聚集率也为 40%-50%，花生四烯酸（AA）和血小板活化因子(PAF)诱导的二氧化氯试验组最大聚集率在 20%-30%，生理盐水的最大聚集率为 0。（朱亚楠等）
  • 二氧化氯失活HPV病毒，免疫系统快速生产抗体应答，能7-21天自愈（ 绪方规男等）
  • 针对病毒：二氧化氯与氨基酸结合形成粉红色络合加成物，干扰ATP被利用，引起病毒复制受阻，成为能刺激机体免疫系统中的免疫细胞发生免疫应答的抗原；于淋巴细胞系统被T细胞特异性识别抗原并激发形成抗体，抗原识别受体复合物：TCR-CD3，CD28,活化、增殖、分化，1-5天形成与抗原结合的IgG、IgM复合物，经补体系统和细胞因子传递全身。
• 分子机制
  • 在ClO2低浓度时，观察到二氧化氯对流感嗜血杆菌灭活后复活现象，且DNA活性不受影响（Roller等）
  • 用ClO2处理细菌后，其细胞内容物（蛋白质和核酸）没有渗透出来，说明ClO2没有破坏细胞壁的完整性（Benarde等，韦明肯）
  • ClO2对组氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、精氨酸、亮氨酸、脯氨酸等纸上层析观察分析，没有明显影响，因此认为ClO2与游离氨基酸之间没有作用（Benarde等）
  • 氯气会使脊髓灰质炎病毒的超显微结构发生变化，而ClO2则在溶液中保持游离状态下将该病毒杀灭（Taylor等）
  • 发现f2 噬菌体被ClO2灭活以后失去了对宿主的侵染力，但核酸仍然具有活性（Hauchman等）
  • 利用牛血清白蛋白(BSA) 和酿酒酵母的6-磷酸葡萄糖脱氢酶为模型的研究进一步证实了ClO2对酶活性的破坏，10 μmol/L的ClO2在15s内就能使6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性下降90%。研究发现被ClO2氧化的蛋白质α-螺旋的数量减少并且整合有来自ClO2的氧原子，确认了ClO2对色氨酸和酪氨酸的共价氧化，并且用质谱法分析了氧化的产物。该研究在氨基酸水平上解释了蛋白质失活的机制，也证明了ClO2与蛋白质不发生涉及氯原子的取代反应（Ogata等）
  • 等尝试通过对ClO2作用后细菌脱氢酶、蛋白质合成及病毒核酸的感染性等方面的研究来阐述其作用机理，结果显示在作用的前5秒内，所有的脱氢酶活性均被抑制，但此时相当多的细菌仍可存活，蛋白质合成部分被抑制，且抑制程度与作用浓度存在一定关系，而病毒DNA在消杀后其转化活性不受影响，即使用ClO2作用于裸露的病毒DNA，对其转化活性亦无明显影响（Roller）
  • 二氧化氯是通过破坏病毒 RNA使其丧失功能，阻断了新 RNA 合成而使病毒失活（Alvarez 等）