QM/MM方法研究生物酶作用下典型有机农药的降解机理

有机农药是使用量大、施用面广、毒性强的一类化学品。许多有机农药具有或可能具有致癌、致畸、致突变效应及环境内分泌干扰效应。有机农药可在各种环境介质中降解，转化成安全无毒或毒性较低的产物，但也可能生成毒性更强、更稳定的二次污染物。本项目采用量子化学计算与分子力学模拟相结合的方法研究了滴滴涕、氟乙酸盐、多氯联苯、林丹和氯酚等典型有机农药在生物酶作用下的降解机理以及塔崩、巴拉奥松、甲胺磷和敌敌畏等有机磷农药的毒理及解毒机理。从分子水平上探讨其结构特点、反应机理、转化过程以及中间产物等信息。分析研究了酶活性中心部位氨基酸对降解控速步骤的影响，为通过定向突变等手段寻找更为高效降解酶提供了有价值的理论依据。本项目还将有机农药结构与其宏观的环境行为进行关联，建立了有机农药降解性能预测模型。这些研究对更好地理解有机农药在环境中的反应活性，降解机理，清除规律以及进一步理解由其形成二次污染物的潜能无疑具有深远的意义。本项目的研究还为我国有机农药污染控制与污染环境的修复，乃至为我国履行 POPs 国际公约提供了理论依据和科技支撑。