羧酸酯酶1（CES1）是哺乳动物中的一种关键丝氨酸水解酶，它介导多种内源性脂质和外源性含酯化学物质的代谢转化，包括环境污染物、农药、药物和多种代谢中间体[1]，[2]，[3]。作为I类羧酸酯酶的主要成员，CES1主要表达在肝脏、肠道和血浆中，在胆固醇酯水解、甘油三酯代谢和维持脂质稳态中起核心作用[4]，[5]。这种生理相关性已在体内得到直接验证：Ces1缺陷小鼠表现出明显的肥胖、肝脂肪变性和高脂血症，并伴有脂质生成途径的异常激活，共同表明CES1活性受损会导致脂质代谢失调[6]，[7]。除了这些内源性功能外，CES1还是外源物质解毒和药物分布的重要决定因素[8]。与此一致的是，越来越多的证据表明，多种环境污染物可以抑制CES1，并与脂质代谢改变、外源物质处理紊乱和肝毒性相关表型有关[7]，[8]，[9]。
有机磷酸酯（OPEs）被广泛用作阻燃剂和增塑剂，而一些结构相关的有机磷酸酯农药具有相似的磷中心骨架和取代模式[8]，[10]。随着其生产和使用的增加，OPEs在室内灰尘、水、沉积物、生物体和人体样本中被广泛检测到，并因其潜在的健康和环境风险而受到持续关注[10]，[11]，[12]，[13]，[14]。越来越多的证据表明，这些化合物的毒性不仅限于传统强调的终点，还可能源于代谢过程的扰动。先前的研究表明，结构多样的有机磷化合物对多种参与脂质转化和外源物质代谢的丝氨酸水解酶（包括脂肪酶、类脂肪酶和羧酸酯酶）表现出不同的抑制谱型，表明代谢水解酶可能是这些化学物质的重要靶点[15]，[16]，[17]。在这些酶中，CES1特别值得关注，因为它在功能上将外源物质代谢与脂质稳态联系起来[8]，[18]。在环境相关的OPEs方面，Phillips和Stapleton使用人类肝脏hCE1系统系统评估了多种OPFRs和增塑剂的抑制活性，发现TPHP和几种芳基磷酸酯在亚微摩尔到低纳摩尔浓度下显著抑制hCE1；他们进一步表明，这些化合物降低了hCE1介导的前药伊米达普利的生物活化，直接表明OPEs会干扰药物代谢[19]。Tsugoshi等人进一步证明，13种OPEs及其水解代谢物抑制了大鼠肝脏微粒体羧酸酯酶的活性，表明OPE介导的羧酸酯酶抑制不仅限于少数几种化合物[17]。此外，Morris等人使用化学蛋白质组学表明，几种常见的芳基OPFRs选择性地抑制了肝脏Ces家族成员，并导致肝脏脂质代谢紊乱以及血清甘油三酯升高，从而将酶抑制与不良代谢表型直接联系起来[20]。Crow等人还表明，活性有机磷农药代谢物氯吡硫磷肟、对氧磷和甲基对氧磷强烈抑制了重组人CES1、CES2和单酰基甘油酯酶[16]。此外，其他环境化学物质（如邻苯二甲酸酯和PFAS）也被报道可以抑制人类羧酸酯酶，进一步支持CES1/CESs是环境化学物质的重要代谢靶点[21]，[22]。总体而言，这些研究表明OPEs及相关有机磷化合物可以作用于多种代谢丝氨酸水解酶，在羧酸酯酶层面，已有相对明确的证据表明CES1将外源物质代谢与脂质稳态联系起来。
尽管取得了这些进展，现有研究主要停留在证明少数代表性化合物可以抑制CES1的阶段，而对结构不同的OPEs的抑制效力进行系统比较以及对潜在结构-活性关系的定量解释仍然不足。以前关于有机磷相关化合物的QSAR研究主要集中在其他毒理学终点上，例如乙酰胆碱酯酶的抑制作用，也有针对OPEs抗雌激素活性的结构导向分析；另一方面，经典的QSAR和3D-QSAR分析已被确立为羧酸酯酶抑制剂的更广泛方法学先例[23]，[24]，[25]，[26]。然而，专门针对结构多样的OPEs对hCES1抑制作用的定量结构-活性框架仍然缺乏。因此，迫切需要系统地比较不同OPE化学类型对hCES1的抑制差异，并通过将实验活性数据与QSAR和分子对接分析相结合来定量解释这些差异；最近的酶抑制剂研究也表明，结合实验活性测量和计算分析有助于改进结构-活性关系的系统解释[27]，[28]，[29]。
因此，本研究系统评估了一组结构多样的以OPE为中心的化合物对重组人CES1的抑制活性，并比较了不同化学类型之间的效果。我们假设hCES1的抑制作用强烈依赖于结构，抑制效力的差异是由以磷为中心的键合特性、取代基依赖的空间特征和相关电子性质共同塑造的。为了验证这一假设，我们建立了一个跨结构抑制数据集，并将实验活性分析与2D/3D-QSAR分析、分子对接和量子化学表征相结合。我们的目标是开发一个定量且可机械解释的框架，以理解结构多样的有机磷化合物对hCES1的抑制作用。
