Cd 2+對硫化合物的親和力高於對氮和氧的親和力,因此理論上認為鎘的毒性應主要來自Cd 2+與硫化物,硫醇基和富含硫的絡合物而不是Cd 2的結合。 +用富氮或富氧生物化合物代替過渡金屬陽離子。通過使用大腸桿菌對合成穀胱甘肽(GSH;野生型),γ-谷氨酰半胱氨酸(ΔgshB突變體)或兩種細胞硫醇(ΔgshA)的細胞進行全球轉錄組分析來測試該假設。突變體)。使用KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)直系統系統對所得數據(其中一些通過定量逆轉錄-PCR驗證)進行分類,該系統根據各自產物的細胞功能對基因進行分級分組。三種菌株之間的主要差異涉及色氨酸生物合成,其在鎘休克時在野生型細胞中上調並且在ΔgshA細胞中強烈上調,但在含有γ-谷氨酰半胱氨酸而非GSH的ΔgshB細胞中被抑制。然而,總體而言,所有三種大腸桿菌菌株同樣對鎘休克有反應,其中蛋白質,二硫鍵和氧化損傷修復基因的上調; 半胱氨酸和鐵硫簇生物合成; 含有敏感鐵硫簇的蛋白質的生產; 鐵的儲存; 通過外排使Cd 2+解毒。一般的節能途徑和鐵攝取量下調。這些發現表明,Cd 2+的毒性作用確實是金屬陽離子與硫結合的結果,為所測試的假設提供了支持。
除銅之外,第一過渡族的邊界金屬對配體氧和硫的親和力以與第二組金屬相同的方式增加,從Mn 2+到Zn 2+的順序。相比之下,Cd 2+(和Pb 2+)對硫的親和力高於對氧的親和力。因此,Cd 2+毒性應該主要是Cd 2+對硫的親和力的結果。如果在生理複合物中,過渡金屬陽離子周圍的第一殼配體主要是氮或氧,Cd 2+不應該能夠取代那個特定的陽離子。但是,如果第一個殼主要由硫原子組成,則鎘應該取代陽離子。從理論上講,鎘的毒性應該是Cd 2+與硫化物結合的結果,硫化物是在半胱氨酸和鐵硫中心(FeS中心)的生物合成過程中產生的; 與硫醇基團結合,例如與蛋白質結合; 以及從這種富含硫的絡合物中取代其他過渡金屬陽離子。
文獻
