德克萨斯大学埃尔帕索分校的研究团队发现，纳米塑料和PFAS化学物质对人类发育所需的关键蛋白质（如母乳和肌红蛋白中的蛋白质）产生了显著影响，这可能导致发育缺陷及其他健康问题。这一发现突显了寻找更安全材料替代品的紧迫性，并为未来的环境政策提供了重要依据。
UTEP的研究揭示了纳米塑料和永久化学物质对母乳和婴儿配方奶粉中关键蛋白质的影响。
研究人员在纳米塑料和全氟烷基及多氟烷基物质（PFAS）的研究中取得了重要进展，这些物质被称为“永远的化学品”。他们的研究揭示了这些化合物如何改变生物分子的结构和功能，特别是发现它们能够改变人类母乳和婴儿配方奶粉中的蛋白质，可能导致未来的发育问题。
纳米塑料和永久化学物质是广泛存在于环境中的人造化合物，近期的研究表明它们与多种健康问题相关。纳米塑料主要源于大型塑料物品的降解，如水瓶和食品包装，而永久化学物质则在炊具和衣物等多种产品中被发现。
UTEP的研究团队专注于这两种化合物对三种对人类发育至关重要的蛋白质的影响：乳球蛋白、α-乳清蛋白和肌红蛋白。他们的研究成果为纳米塑料和PFAS对人类健康的潜在危害提供了原子级的见解，并在《美国化学会杂志》和《ACS应用材料与界面》上发表了相关论文。
化学与生物化学系的教授Mahesh Narayan博士表示：“通过深入了解纳米塑料和永久化学物质如何破坏细胞功能的分子机制，科学家们可以开发出更安全的替代品。这项研究的发现具有深远的意义。”
Narayan指出，最重要的是，他们的研究显示纳米塑料和PFAS能够完全“溶解”被称为α螺旋的蛋白质区域，并将其转变为β薄片结构。
他补充道：“我们没有预料到它们会对α螺旋产生类似的影响，这完全是意外。”研究小组还观察到，这种变化在淀粉样蛋白中也发生，如果这些合成化学物质进入大脑，可能导致神经退行性疾病和神经毒性。
研究的其他重要发现包括：
牛奶蛋白：β-乳球蛋白（BLG）
BLG是一种在羊奶和牛奶中发现的蛋白质，常用作婴儿配方奶粉的成分。它与视黄醇（维生素A）和脂肪酸结合，对婴儿的视力和大脑发育至关重要。研究发现，接触纳米塑料和PFAS后，BLG与视黄醇和脂肪酸的结合效率降低，可能导致新生儿出现严重的发育问题。
此外，研究小组首次观察到PFAS与牛奶蛋白结合，将其转变为这些化合物的载体。
研究团队成员包括（前排，从左到右）：Mahesh Narayan博士，UTEP化学与生物化学系教授兼生物化学系主任；Randhal Ramirez Orozco，计算科学博士生；索菲亚·博雷戈，生物医学专业大二学生；Samantha Arce，生物医学专业大二学生；黛西·威尔逊，环境科学与工程博士生；（后排，从左到右）Ummy Habiba Sweety，环境科学与工程博士生；以及化学与生物化学系的博士生Jyotish Kumar。化学与生物化学系副教授Lela Vukovic博士也参与了这项研究。
人类母乳：α-乳清蛋白
α-乳清蛋白存在于人类母乳中，参与乳糖的合成，并被婴儿摄入以满足其营养需求。UTEP的研究人员发现，纳米塑料和PFAS会破坏α-乳清蛋白的结构，可能影响乳糖的形成。这种破坏可能导致新生儿出现免疫力低下和矿物质吸收减少等发育缺陷。
氧气储存：肌红蛋白
肌红蛋白在大多数哺乳动物的血液和肌肉组织中存在，负责储存氧气。UTEP的研究小组发现，纳米塑料和PFAS损害了肌红蛋白的功能，削弱了其储存氧气的能力，这可能导致呼吸困难和贫血等健康问题。
其他实验表明，接触纳米塑料会损害蠕虫的运动能力，其影响与百草枯（被认为与帕金森病相关的除草剂）相当。
“这项研究可能对公共卫生和环境政策产生重大影响，突显了科学研究在应对全球挑战中的重要性，”理学院院长罗伯特·基尔肯博士表示。“我为Narayan博士、Vukovic博士及其团队的开创性研究感到自豪，他们在理解这些人造材料如何破坏生物分子功能方面的创新方法是UTEP研究人员进行变革性工作的一个重要例证。”
Narayan及其研究小组计划继续深入研究，探讨其他塑料和PFAS化合物的影响。
参考文献：Anju Yadav, Lela Vukovic和Mahesh Narayan于2024年4月24日在《美国化学学会杂志》上发表的“PFOA如何降低α-螺旋度，损害底物结合并在模型球状蛋白中产生结合袋的原子和分子见解”。DOI: 10.1021/jacs.4c02934
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