펩타이드 결합은 N의 새로운 종류인 할로아세트아미드의 형성에 영향을 미칩니다.

Scientific Reports 5권, 기사 번호: 14412(2015) 이 기사 인용

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건강 문제가 있는 질소 소독 부산물(N-DBP)의 새로운 종류인 할로아세트아미드(HAcAms)는 식수에서 자주 확인되었습니다. 용존 유기 질소(DON) 풀의 작은 부분을 차지하는 유리 아미노산(AA)이 염소화 중에 디클로로아세트아미드(DCAcAm)를 형성할 수 있다는 것이 오랫동안 인식되어 왔습니다. 그러나 자연수에서 가장 식별 가능한 DON 부분에 기여하는 결합된 AA의 영향에 관한 정보는 제한적입니다. 본 연구에서는 유리 AA(티로신[Tyr] 및 알라닌[Ala])과 결합 AA(Tyr-Ala, Ala-Tyr, Tyr-Tyr-Tyr, Ala-Ala-Ala)에서 HAcAms의 형성을 비교하여 다음을 발견했습니다. 결합된 형태(올리고펩타이드)의 AA 염소화로 인한 HAcAm 형성은 유리 AA의 HAcAm 형성과 상당히 다른 패턴을 나타냈습니다. 트리펩타이드에 펩타이드 결합이 존재하기 때문에 Tyr-Tyr-Tyr 및 Ala-Ala-Ala는 염소화 중에 유리 AA가 TCAcAm을 형성할 수 없는 트리클로로아세트아미드(TCAcAm)를 생성했습니다. 더욱이, 트리펩타이드의 펩타이드 결합은 브롬화물 존재 시 di-HAcAms보다 tri-HAcAms를 더 많이 형성했습니다. 따라서 펩타이드 결합은 염소화 반응에서 특정 N-DBP의 형성을 예측하는 중요한 지표가 될 수 있습니다. 식수원으로 조류 및 폐수 영향을 받은 물의 사용이 증가하면 식수 내 HAcAm 노출에 대한 건강 문제가 증가할 것입니다.

급속한 인구 증가와 물 수요 증가로 인해 식수 원수는 제대로 처리되지 않은 폐수 또는 녹조 발생의 위협에 직면해 있습니다. 이러한 오염원은 잠재적으로 특정 소독제(예: 염소)와 반응하여 식수 처리장(DWTP)에서 원치 않는 질소 소독 부산물(N-DBP)을 형성할 수 있는 높은 수준의 용존 유기 질소(DON)를 특징으로 합니다. 2,3. 최근 N-DBP 형성에 대한 관심이 높아졌습니다. 독성학 연구에서 N-DBP가 오랫동안 주요 초점이었던 대부분의 탄소성 소독 부산물(C-DBP)보다 일반적으로 더 유전독성, 세포독성 또는 발암성이 더 높다는 사실이 입증되었기 때문입니다. 이전 연구1,4,5. 할로겐화 N-DBP의 새로운 부류인 할로아세트아미드(HAcAms)는 포유동물 세포 분석에서 세포독성과 유전독성이 매우 높은 것으로 보고되었기 때문에 특히 우려됩니다(예를 들어 HAA보다 세포독성이 100배 이상, 유전독성이 10배 더 높음)6 식수에서 자주 검출되었습니다2,7,8.

AA가 자연수에서 DON의 상당 부분을 차지하기 때문에 염소화 시 아미노산(AA)으로부터 N-DBP가 형성되는 것이 중요합니다. 이전 연구에서는 DBP 형성 메커니즘을 조사하기 위한 모델 화합물로 유리 AA가 대부분 선택되었습니다. 그러나 무료 AA는 DON 풀의 미미한 부분(<6%)만을 차지합니다. 대조적으로, 결합된 AA는 특히 조류 및 폐수에 영향을 받는 물에서 식별 가능한 가장 큰 부분에 기여합니다10,11,12. 따라서 결합된 AA에서 N-DBP의 형성을 조사하는 것이 필수적입니다. 결합된 아미노산(예: 올리고펩타이드와 단백질)은 표층수에 편재하며 일반적으로 박테리아의 바이러스 용해 또는 자가분해, 세포외 효소의 미생물 분비, 대기 퇴적 또는 오염물질인 인위적 입력에서 파생됩니다11,13,14.

유리 AA의 일부는 HAcAm 전구체1,15,16역할을 할 수 있다는 것이 인정되었습니다. 예를 들어 유리 티로신(Tyr)은 염소와 반응하여 디클로로아세트아미드(DCAcAm)와 트리클로로아세트아미드(TCAcAm)17을 형성할 수 있습니다. 그러나 알라닌(Ala)은 HAcAm을 형성할 수 없지만 클로로포름 전구체 역할을 할 수 있습니다15,18. 불행하게도, 올리고펩타이드와 유리 AA의 염소화로 인한 HAcAms의 형성이 올리고펩타이드의 펩타이드 결합 존재로 인해 크게 다르게 작용하는지 여부는 여전히 불분명합니다. 이 연구의 목적은 유리 AA의 염소화와 저분자량 결합 AA(올리고펩티드) 간의 HAcAms 형성을 비교하여 HAcAm 형성에 대한 펩타이드 결합의 영향을 평가하는 것이었습니다. 2개의 유리 AA인 Tyr(HAcAm 전구체) 및 Ala(Non-HAcAm 전구체)와 4개의 올리고펩타이드인 Tyr-Ala, Ala-Tyr, Tyr-Tyr-Tyr 및 Ala-Ala-Ala(그림 1)가 전구체 화합물로 선택되었습니다. 이 연구에서는 HAcAm 형성에 대한 펩타이드 결합의 유무를 제외하고 유사한 분자 구조를 공유하기 때문입니다.

98%], Ala-Tyr [>98%], Ala-Ala [>98%], Tyr-Tyr-Tyr [>98%] and Ala-Ala-Ala [>98%]) were purchased from Sigma–Aldrich (Oakville, ON, Canada). A sodium hypochlorite solution (reagent grade [>98%], active chlorine >5%, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd., China) was used to prepare free chlorine stock solutions. The ultrapure water was produced with a Millipore Milli-Q Gradient water purification system (Billerica, MA, USA). All the other chemical reagents were at least of analytical grade and obtained from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd (Shanghai, China) unless otherwise noted./p>