Neonicotinoids are a widely used class of insecticides that target the acetylcholine recognition site of the nicotinic acetylcholine receptors in the central nervous system of insects. Although neonicotinoids display a high specificity for insects, their use has been recently debated since several studies led to the hypothesis that they may have adverse ecological effects and potential risks to mammals and even humans. Due to their hydrophobic nature, neonicotinoids need specific carriers to allow their distribution in body fluids. Human serum albumin (HSA), the most abundant plasma protein, is a key carrier of endogenous and exogenous compounds. The in silico docking and ligand binding properties of acetamiprid, clothianidin, dinotefuran, imidacloprid, nitenpyram, thiacloprid, and thiamethoxam to HSA are here reported. Neonicotinoids bind to multiple fatty acid (FA) binding sites, preferentially to the FA1 pocket, with high affinity. Values of the dissociation equilibrium constant for neonicotinoid binding FA1 of HSA (i.e., calcKn) derived from in silico docking simulations (ranging between 3.9 × 10−5 and 6.3 × 10−4 M) agree with those determined experimentally from competitive inhibition of heme‐Fe(III) binding (i.e., expKn; ranging between 2.1 × 10−5 and 6.9 × 10−5 M). Accounting for the HSA concentration in vivo (~7.5 10−4 M), values of Kn here determined suggest that the formation of the HSA:neonicotinoid complexes may occur in vivo. Therefore, HSA appears to be an important determinant for neonicotinoid transport and distribution to tissues and organs, particularly to the liver where they are metabolized.

中文翻译：

---

新烟碱类被人血清白蛋白的 FA1 位点捕获

新烟碱类是一类广泛使用的杀虫剂，其靶向昆虫中枢神经系统中烟碱型乙酰胆碱受体的乙酰胆碱识别位点。尽管新烟碱类化合物对昆虫表现出高度的特异性，但最近它们的使用一直存在争议，因为一些研究提出了它们可能对哺乳动物甚至人类产生不利生态影响和潜在风险的假设。由于其疏水性，新烟碱类需要特定的载体才能使其分布在体液中。人血清白蛋白 (HSA) 是最丰富的血浆蛋白，是内源性和外源性化合物的关键载体。本文报道了啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、吡虫啉、烯啶虫胺、噻虫啉和噻虫嗪与 HSA 的计算机对接和配体结合特性。新烟碱以高亲和力结合多个脂肪酸 (FA) 结合位点，优先结合 FA1 口袋。来自计算机对接模拟（范围在 3.9 × 10−5 和 6.3 × 10−4 M 之间）的 HSA 的新烟碱类结合 FA1 的解离平衡常数值（即，calcKn）与那些通过竞争性抑制血红素的实验确定的一致Fe(III) 结合（即 expKn；范围在 2.1 × 10-5 和 6.9 × 10-5 M 之间）。考虑到体内 HSA 浓度（~7.5 10-4 M），此处确定的 Kn 值表明 HSA：新烟碱复合物的形成可能在体内发生。因此，HSA 似乎是新烟碱类物质转运和分布到组织和器官，尤其是代谢它们的肝脏的重要决定因素。优先于 FA1 口袋，具有高亲和力。来自计算机对接模拟（范围在 3.9 × 10−5 和 6.3 × 10−4 M 之间）的 HSA 的新烟碱类结合 FA1 的解离平衡常数值（即，calcKn）与那些通过竞争性抑制血红素的实验确定的一致Fe(III) 结合（即 expKn；范围在 2.1 × 10-5 和 6.9 × 10-5 M 之间）。考虑到体内 HSA 浓度（~7.5 10-4 M），此处确定的 Kn 值表明 HSA：新烟碱复合物的形成可能在体内发生。因此，HSA 似乎是新烟碱类物质转运和分布到组织和器官，尤其是代谢它们的肝脏的重要决定因素。优先于 FA1 口袋，具有高亲和力。来自计算机对接模拟（范围在 3.9 × 10−5 和 6.3 × 10−4 M 之间）的 HSA 的新烟碱类结合 FA1 的解离平衡常数值（即，calcKn）与那些通过竞争性抑制血红素的实验确定的一致Fe(III) 结合（即 expKn；范围在 2.1 × 10-5 和 6.9 × 10-5 M 之间）。考虑到体内 HSA 浓度（~7.5 10-4 M），此处确定的 Kn 值表明 HSA：新烟碱复合物的形成可能在体内发生。因此，HSA 似乎是新烟碱类物质转运和分布到组织和器官，尤其是代谢它们的肝脏的重要决定因素。来自计算机对接模拟（范围在 3.9 × 10−5 和 6.3 × 10−4 M 之间）的 HSA 的新烟碱类结合 FA1 的解离平衡常数值（即，calcKn）与那些通过竞争性抑制血红素实验确定的值一致Fe(III) 结合（即 expKn；范围在 2.1 × 10-5 和 6.9 × 10-5 M 之间）。考虑到体内 HSA 浓度（~7.5 10-4 M），此处确定的 Kn 值表明 HSA：新烟碱复合物的形成可能在体内发生。因此，HSA 似乎是新烟碱类物质转运和分布到组织和器官，尤其是代谢它们的肝脏的重要决定因素。来自计算机对接模拟（范围在 3.9 × 10−5 和 6.3 × 10−4 M 之间）的 HSA 的新烟碱类结合 FA1 的解离平衡常数值（即，calcKn）与那些通过竞争性抑制血红素的实验确定的一致Fe(III) 结合（即 expKn；范围在 2.1 × 10-5 和 6.9 × 10-5 M 之间）。考虑到体内 HSA 浓度（~7.5 10-4 M），此处确定的 Kn 值表明 HSA：新烟碱复合物的形成可能在体内发生。因此，HSA 似乎是新烟碱类物质转运和分布到组织和器官，尤其是代谢它们的肝脏的重要决定因素。3 × 10-4 M) 与通过竞争性抑制血红素-Fe(III) 结合实验确定的结果一致（即 expKn；范围在 2.1 × 10-5 和 6.9 × 10-5 M 之间）。考虑到体内 HSA 浓度（~7.5 10-4 M），此处确定的 Kn 值表明 HSA：新烟碱复合物的形成可能在体内发生。因此，HSA 似乎是新烟碱类物质转运和分布到组织和器官，尤其是代谢它们的肝脏的重要决定因素。3 × 10-4 M) 与通过竞争性抑制血红素-Fe(III) 结合实验确定的结果一致（即 expKn；范围在 2.1 × 10-5 和 6.9 × 10-5 M 之间）。考虑到体内 HSA 浓度（~7.5 10-4 M），此处确定的 Kn 值表明 HSA：新烟碱复合物的形成可能在体内发生。因此，HSA 似乎是新烟碱类物质转运和分布到组织和器官，尤其是代谢它们的肝脏的重要决定因素。