德克萨斯大学埃尔帕索分校的研究人员在了解纳米塑料和全氟和多氟烷基物质(PFAS)(通常称为永久化学物质)如何破坏生物分子结构和功能方面取得了重大进展。这项研究表明，这些化合物可以改变人类母乳和婴儿配方奶粉中的蛋白质——可能导致后续发育问题。

纳米塑料和永久性化学物质是存在于整个环境中的人造化合物;最近的一系列研究已将它们与许多负面健康后果联系起来。虽然纳米塑料主要源自较大的塑料材料(如水瓶和食品包装)的降解，但永久性化学物质存在于炊具和衣服等各种产品中。

UTEP 研究团队重点研究了这些化合物对三种对人类发育和功能至关重要的蛋白质的影响：β-乳球蛋白、α-乳白蛋白和肌红蛋白。他们的研究结果从原子层面深入了解了纳米塑料和 PFAS 对人类健康的有害影响，并在《美国化学学会杂志》和《A 应用材料与界面》上发表了两篇文章。

“通过了解纳米塑料和永久性化学物质如何破坏细胞功能的分子机制，科学家可以开发出这些材料的更安全替代品，”负责这两项研究的皇家化学学会教授、研究员、德克萨斯大学埃尔帕索分校化学与生物化学系生物化学部主任、博士马赫什·纳拉扬 (Mahesh Narayan) 表示。“从这项研究中获得的见解具有深远的影响。”

纳拉扬说，最重要的是，他们的研究表明，纳米塑料和 PFAS 完全“溶解”了蛋白质中被称为 α 螺旋的区域，并将其转化为称为 β 片层的结构。

“我们没想到它们对 α 螺旋的影响竟然如此相似，”纳拉扬说。“这完全是巧合。”研究小组观察到，这种改变也发生在淀粉样蛋白中，如果合成化学物质到达大脑，就会导致神经退化和神经性后果。

以下介绍了研究的其他主要发现。

牛奶蛋白质：β-乳球蛋白 (BLG)

BLG 是一种存在于羊奶和牛奶中的蛋白质，常用于婴儿配方奶粉的成分。该蛋白质与视黄醇(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。

研究小组发现，BLG 与视黄醇和脂肪酸的结合效率在接触纳米塑料和 PFAS 后会降低。该团队表示，这种下降趋势由化学和生物化学系副教授 Lela Vukovic 博士建模，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，将其变成这些化合物的载体。

人类母乳：α-乳白蛋白

α-乳白蛋白存在于人类母乳中，参与乳糖合成，并被婴儿摄取以满足营养需求。德克萨斯大学埃尔帕索分校的研究人员发现，纳米塑料和 PFAS 会破坏 α-乳白蛋白的结构，从而可能损害乳糖的形成。研究小组表示，这种破坏可能导致新生儿出现后续发育缺陷，例如免疫力下降和矿物质吸收减少。

氧气储存：肌红蛋白

肌红蛋白存在于大多数哺乳动物的血液和肌肉组织中，对储存氧气至关重要。德克萨斯大学埃尔帕索分校的研究小组发现，纳米塑料和 PFAS 会损害肌红蛋白的功能，破坏其储存氧气的能力。这种破坏可能导致呼吸困难和贫血等健康问题。

研究小组进行的进一步实验表明，接触纳米塑料会损害蠕虫的运动能力，其效果堪比百草枯——一种与帕金森病有关的除草剂。

“这项工作有可能对公共卫生和环境政策产生重大影响，凸显了科学研究在应对全球挑战中的重要作用，”科学学院院长 Robert Kirken 博士说道。“我为 Narayan 博士、Vukovic 博士及其团队开展的开创性研究感到自豪。他们采用创新方法来了解这些人造材料如何破坏生物分子功能，这是 UTEP 研究人员定期开展的变革性工作的典范。”

Narayan 和他的研究团队计划继续他们的研究并调查其他塑料和 PFAS 化合物的影响。