鲫鱼脑AChE制备及对几种有机磷农药敏感性研究

乙酰胆碱酯酶(AChE)是生物神经兴奋传导中的一种关键性酶。有机磷农药能够磷酰化AChE活性中心的丝氨酸羟基,导致神经传导阻断,因此AChE是有机磷农药残留检测的靶酶。文章选择鲫鱼脑作为酶源,对AChE提取方法进行了研究,并探讨了其对有机磷农药的敏感性。首先粗提AChE,通过正交试验确定了AChE酶活测定的最佳条件,研究了粗酶对几种有机磷农药的敏感性及检测限,之后通过层析方法纯化AChE,得到高活性的目标酶。研究表明AChE活性测定最佳条件为:200mmol/L底物、pH8.0、30℃水浴30min,这些因素对酶得活性影响顺序为:底物浓度pH温度时间,酶剂量对其影响最小;由鲫鱼脑粗提得到的AChE对4种有机磷农药的敏感性为:敌敌畏敌百虫氧乐果三唑磷辛硫磷乙酰甲胺磷;纯化后酶活达到了458.43μmo(lmin·mg),适合用于有机磷农药检测。     

几种淡水鱼脑乙酰胆碱酯酶的动力学特性

以溴化硫代乙酰胆碱作为底物,测定了底物浓度、温度和pH值对麦穗鱼（_{Pseudorasbora parva}）、草金鱼（_{Carasiusauratus}）、尼罗罗非鱼（_{Tilapia nilotica}）、食蚊鱼（_{Gambusiaaffinis}）和虹鳟（_{Salmogairdneri}）等5种淡水鱼脑乙酰胆碱酯酶（AChE）活性的影响,并用聚丙烯酰胺凝胶电泳法对脑AChE进行了分离。研究结果表明,除麦穗鱼和草金鱼外,其余各种鱼的脑AChE均有质的差异。因此,不宜通过AChE对一种抑制剂的敏感顺序,来推测对另一种抑制剂的敏感顺序。除AChE之外,鱼脑中还发现有其它类型的酯酶存在。它们在鱼脑中的生理学意义,特别是在决定抗性中所起的作用,还需做进一步研究。     

对有机磷农药敏感的海鱼脑AChE筛选研究

以10种海洋鱼类:鲅鱼、黄花鱼、鲈鱼、黄鱼、美国红鱼、真鲷、黑鲷、面包鱼、黑头鱼和鳗鲡为实验材料,采用半抑制浓度(IC₅₀)和双分子速率常数(K_i)为指标,通过体外抑制作用比较了这10种海鱼脑AChE对马拉硫磷和甲基对硫磷的敏感性,并分析了海鱼脑AChE作为监测海水中有机磷农药指示酶的可行性,由此筛选出适于制备海水有机磷农药酶传感器的指示酶.实验表明:10种海鱼脑AChE的基础活性在4.62～35.65μmol/(min·g)之间,面包鱼的酶活性最高,黄花鱼的酶活性最低.对马拉硫磷,由IC₅₀所得到的AChE敏感性为:鲅鱼、黄鱼、鲈鱼、真鲷>黑鲷>黑头鱼、鳗鲡>美国红鱼、黄花鱼>面包鱼;由Ki所得到的AChE敏感性为:鲅鱼>黄鱼、鲈鱼、真鲷>黑鲷、黑头鱼、鳗鲡>美国红鱼、黄花鱼>面包鱼.对甲基对硫磷,由IC50所得到的AChE敏感性为:鲅鱼>鲈鱼>黄鱼、黄花鱼、真鲷、黑鲷、黑头鱼、鳗鲡>美国红鱼>面包鱼;由Ki所得到的AChE敏感性为:鲅鱼>鲈鱼、黄鱼、黄花鱼、黑鲷、黑头鱼、鳗鲡>真鲷>美国红鱼>面包鱼.鲅鱼脑AChE对2种有机磷农药都较为敏感.影响鱼脑AChE对有机磷农药敏感性的主要因素为生物来源、农药种类和抑制方式,而与酶的基础活性无关.海鱼脑AChE活力抑制作用与水体中的有机磷农药具有良好的剂量-效应关系,在1～50mg/L浓度范围内,两者间呈现较好的线性相关性(r²≥0.93).根据AChE的敏感性及其对有机磷农药的线性响应程度,鲅鱼脑AChE适于作为监测马拉硫磷和甲基对硫磷酶传感器的指示酶.     

5种海鱼脑AChE对2种有机磷农药的敏感性比较

以鲈鱼、黄鱼、美国红鱼、真鲷和黑鲷为实验材料,采用半抑制浓度(IC_(50))和双分子速率常数(K_i)为指标,通过体外抑制作用比较了5种海鱼脑乙酰胆碱酯酶[AChE(EC 3.1.1.7)]对马拉硫磷和甲基对硫磷的敏感性。结果表明:(1)5种海鱼脑AChE基础活性为10.18～22.64[μmol/(min·g)],黄鱼的酶活性最高,鲈鱼的酶活性最低。(2)对马拉硫磷,由IC_(50)所得到的AChE敏感性为:黄鱼、鲈鱼、真鲷>黑鲷>美国红鱼;由K_i所得到的AChE敏感性为:鲈鱼、黄鱼、真鲷>黑鲷>美国红鱼。对甲基对硫磷,由IC_(50)所得到的AChE敏感性为:鲈鱼>黄鱼、真鲷、黑鲷>美国红鱼;由K_i所得到的AChE敏感性为:鲈鱼、黄鱼、黑鲷>真鲷>美国红鱼。鲈鱼和黄鱼对2种有机磷农药都较为敏感。(3)鱼脑AChE活力抑制作用与水体中的有机磷农药具有良好的剂量—效应关系。在1～100mg/L浓度范围内,两者间呈现较好的线性相关性,其相关系数基本上都在0.98以上。根据AChE的敏感性及其对有机磷农药的线性响应程度,黄鱼和鲈鱼脑AChE分别适于作为监测马拉硫磷和甲基对硫磷的指示酶。     

三唑磷对中华乌塘鳢乙酰胆碱酯酶毒性效应及在环境评价中的应用研究

通过三唑磷对中华乌塘鳢(Bostrichthys sinensis)乙酰胆碱酯酶(AChE)的毒性效应研究,以探讨利用该研究结果准确评价有机磷农药渔业事故中有机磷农药浓度的可行性.结果如下:(1)24和48 h暴露条件下各浓度组酶活抑制率与浓度的线性关系,在较低浓度范围内(1～15 μg/L),浓度与酶活抑制率存在良好的线性关系,24和48 h条件下的相关系数(r2值)分别为0.96和0.97.(2)在冷冻(-20℃)保存条件下,0、12、24、36和48 h时的酶活之间无明显差异(P<0.05),说明在48 h内,在冷冻条件下保存的试验鱼的AChE酶活将保持不变.(3)采用10μg/L浓度组暴露24 h后的致死鱼与活体鱼的AChE活性比较表明,活体与致死个体之间的AChE活性之间无显著差异(p<0.05).     

根分泌物与微生物对污染土壤重金属活性的影响

研究了铜富集植物海州香薷(Elsholtziasplendens)和鸭跖草(Commelinacommunis)根分泌物,以及假单胞菌(P.aeruginosaZD4-3)和白腐真菌(P.Chrysosprim)对污染土壤重金属活性的影响.结果表明,海州香薷和鸭跖草根分泌物对污染土壤中Cu有一定的活化能力,不同处理间差异不大,鸭跖草根分泌物对Cu的活化能力大于海州香薷.不同处理根分泌物中有机酸种类或含量有所差异,但主要以草酸和出峰时间为6.5min左右的未知有机酸为主.假单胞菌对污染土壤Cu、Pb和Zn有很强的活化作用;白腐真菌对Cu、Zn有活化作用,对Pb则表现为固定作用,海州香薷根分泌物降低了供试假单胞菌对重金属的活化效果,但增加了白腐真菌对重金属的活化效果.     

热污染对金鲫鱼组织内四种酶活性的影响

在实验室模拟条件下,研究了热污染对金鲫鱼(Carasslusauratus)肝脏、肾脏与血清中的谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)和过氧化氢酶(CAT)活性及脑中乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的影响.结果表明,金鲫鱼肝脏和血清中的GOT、肝脏和肾脏中的CAT以及脑中的AChE活性均可以用作其组织细胞因热污染受胁迫及损伤的生物标志物,金鲫鱼可作为热污染环境下的指示生物.同时分析热污染时各种酶活性的变化表明,酶活性的改变是鱼体对环境增温产生的一种应激机制,用以减小危害;若超过其耐受范围,这一机制则被破坏,而使机体受损.     

用多项生物标志物评价家用洗涤剂对小鼠的早期影响

 将小鼠暴露于不同浓度的家用洗涤剂后,对肝ATP酶、谷胱甘肽转硫酶(GST)、总氧自由基清除能力(TOSC)和脑乙酰胆碱酯酶(AChE)进行测定.结果显示,4周龄的小鼠暴露于家用洗涤剂时,在4～12d时间里即可使AChE、GST、TOSC等生物标志物受到影响,但ATP酶活力改变不明显,这些生物标志物的改变证明了家用洗涤剂对小鼠的早期影响.     

2种有机污染物对鲈鱼生化标志物系统的影响及作用评价

实验生态条件下筛选了鲈鱼的一组生化标志物组成生化标志物系统,研究其对不同有机污染胁迫的响应差异.将鲈鱼分别暴露于2种有机污染物:0.1 mg/L、1 mg/L的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和2μg/L、20μg/L的苯并[a]芘(B[a]P),研究长时间(18 d)、亚致死污染胁迫下鲈鱼生化标志物系统各组分:肝脏组织抗氧化酶中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx)、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽硫转酶(GST)以及诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和脑组织中乙酰胆碱脂酶(AChE)活性的变化,同期检测了热激蛋白70(Hsp70)表达的变化,并对所得到的结果进行了主成分分析(PCA).结果表明,①与未受胁迫的对照组相比,B[a]P胁迫能够显著诱导鲈鱼体内的SOD、GST、Gpx活性以及GSH含量的变化(p0.05),但对其它几种酶的活性影响并不明显;SDBS胁迫对CAT、Gpx、iNOS和AChE活性的诱导作用明显,但对SOD、GST和GSH的影响较小.Gpx是对2种污染物胁迫响应最灵敏的一种生化标志物.②同时测定了不同胁迫条件下鲈鱼血细胞Hsp70表达的影响,结果发现其在SDBS胁迫组中的表达始终高于对照组,而B[a]P在胁迫前期能诱导Hsp70表达升高,以后逐渐下降至对照水平.③鲈鱼的生化标志物系统的不同组分对不同种类的污染胁迫响应有明显差异,对结果进行主成分分析(PCA)后发现,基于PCA和生化标志物系统的研究方法能有效区分不同污染因子的作用,可能在海洋环境污染的早期、预警性评价中具有良好的应用前景.     

敌百虫对鲤鱼组织乙酰胆碱酯酶和腺三磷酶活力的影响

在系列浓度的敌百虫农药暴露中,鲤鱼脑乙酰胆碱酯酶(Acetyl-cholinesterase,AChE)和鳃?肾腺三磷酶(Adenosinetriphosphatase,ATPase)的敏感性依次为脑AChE>肾ATPase>鳃ATPase?引起死亡的脑AChE抑制率在急性暴露中可大于95%,而鳃?肾ATPase抑制率达50%~60%时,鱼通常难以存活?实验结果表明,AChE抑制并非是有机磷农药中毒中引起死亡的唯一原因,非胆碱能毒性作用也具有重要的作用?      

石油类污染物淡水短期水质基准研究及其对我国标准修订的意义

环境管理、应急处置和水质标准修订工作亟需石油类污染物淡水水质基准研究作为支撑. 本文筛选整理了大量本土物种毒性数据,利用SSD (物种敏感度分布法)和TPR (毒性百分数排序法)分析了5种典型石油类污染物(原油、苯、甲苯、乙苯和二甲苯)的淡水水生生物急性毒理数据,获得了保护我国淡水水生生物的短期水质基准值. 通过综合对比分析,认为利用SSD获得的基准值可作为石油类污染物的短期水质基准推荐阈值,原油和BTEX(苯系物,包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯)的短期水质基准值分别为0.065、2.000、2.340、1.295和1.595 mg/L. 结果表明:①原油的毒性远大于BTEX,这可能是由于毒性的联合作用使得石油的毒性变强. ② 绿水螅对原油最敏感,原因可能是水螅更容易通过摄食或直接摄取获得原油WAF(水溶性组分)的有毒成分;鱼类相较于其他物种对苯更为敏感,而对其他BTEX而言,最敏感物种为节肢动物,原因可能是鱼类和节肢动物器官分化程度以及试验时的龄期选择存在差异,鱼类更易在短时间内将苯代谢为有毒的代谢产物. ③ 不同BTEX的敏感物种虽存在一定差异,但基准值未有数量级的差异. 研究显示,我国现行地表水环境质量标准中石油类标准未单独针对保护水生生物制定,BTEX标准的保护目标是基于人体健康而非水生生物,研究结果对我国石油类污染物环境管理、突发油类污染物对水生生物的危害及风险评估以及淡水水生生物特别是本土物种保护的水质标准制修订工作具有重要的借鉴作用.      

一株丝状蓝藻的分离鉴定及其对原油耐受性能的研究

从石油污染的港口水域分离筛选到一株丝状蓝藻GH1,通过形态学和分子生物学分析鉴定为颤藻.从生长情况和抗氧化酶活性方面研究了这株颤藻对原油的耐受性.在0～20d培养过程中,原油培养条件下GH1的叶绿素增长更快,第7天即达到生长稳定期;可溶性蛋白含量随时间的变化呈先上升后下降的趋势,原油样品的可溶性蛋白含量始终要显著高于空白样.在0～1%体积浓度范围内,第7天测定原油样品中颤藻叶绿素和可溶性蛋白含量均明显高于空白样.对抗氧化酶系统而言,在原油培养条件下,培养初期超氧化物歧化酶SOD(Superoxide Dismutase)和过氧化氢酶CAT(Catalase)活性显著高于空白样,随着培养时间增加,SOD和CAT活性呈下降趋势,而过氧化物酶POD(Peroxidase)活性一直呈上升趋势.低浓度原油能刺激3种抗氧化酶活性都升高,高浓度原油对SOD和CAT活性有抑制作用,但POD活性仍能随原油浓度增加而升高.在原油中毒性物质的胁迫下,POD与SOD、CAT的响应表现为互补的变化趋势,3种酶共同防御作用是颤藻GH1耐受原油胁迫的主要机制.     

A screen-printed, amperometric biosensor for the determination of organophosphorus pesticides in water samples

An amperometric biosensor based on screen-printed electrodes (SPEs) was developed for the determination of organophosphorus pesticides in water samples. The extent of acetylcholinesterase (AChE) deactivation was determined and quantified for pesticide concentrations in water samples. An enzyme immobilization adsorption procedure and polyacrylamide gel matrix polymerization were used for fabrication of the biosensor, with minimal losses in enzyme activity. The optimal conditions for enzyme catalytic reaction on the SPEs surfaces were acetylthiocholine chloride (ATChCl) concentration of 5 mmol/L, pH 7 and reaction time of 4 min. The detection limits for three organophosphorus pesticides (dichlorvos, monocrotophs and parathion) were in the range of 4 to 7 g/L when an AChE amount of 0.1 U was used for immobilization.     

Alpha-fetoprotein and acetylcholinesterase activity in first-and early second-trimester amniotic fluid

Normal ranges of amniotic fluid alpha-fetoprotein (AFP) and acetylcholinesterase activity (AChE) are described for gestational weeks 11–14 using rocket gel immunoelectrophoresis for AFP quantitation and a monoclonal antibody (4F19) enzyme antigen immunoassay for AChE activity measurement. The normal ranges were established by the examination of 281 amniotic fluid samples from 281 normal pregnancies. AFP was found to increase from a median level of 14.0 MIU/1 at 11 weeks to a maximum at 13 weeks (median=18.0 MIU/l) (P<0.05), thereafter falling (not significant). No AChE test result exceeded 4.8 nkat/l. In addition, AFP and AChE values for three cases of fetal malformation, identified by the biochemical analyses of amniotic fluid, are given. These cases included two fetuses with a neural tube defect and one fetus with an abdominal wall defect. Amniocentesis was performed at 10, 11, and 14 weeks, respectively. The AFP and AChE values were all high.     

木质素降解酶对四环素的降解可行性

选取了使用广泛、在环境中残留量大、生物毒性大、不易被生物降解的四环素类抗生素中的四环素,考察了其被木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)粗酶液体外降解的效果,证明2种酶对四环素均有较强的降解作用,并在此基础上比较了3个不同酶活(15 U·L-1、40U·L-1、70 U·L-1)下的降解率.结果表明,同等酶活(40 U·L-1)下,LiP比MnP的降解能力强,在适宜的反应条件下,LiP对50 mg·L-1四环素的降解率在5min内可达95%以上,而MnP在2h后仅达70%.对于LiP,当酶活从15 U·L-1升高至40 U·L-1时,降解率提高约15%,当酶活进一步升高至70 U·L-1时,降解率变化不大,而提高酶活可明显提高MnP对四环素的降解率.此外,通过反应进程中补加H2O2,可以明显提高MnP对四环素的降解率.     

真菌WZ-Ⅰ对有机磷杀虫剂毒死蜱的酶促降解

从高效降解真菌镰孢霉属WZ-Ⅰ(Fusarium LK.ex Fx)中提取了降解酶,研究了该降解酶的分离条件及对毒死蜱的降解特性,研究表明,其胞内酶对毒死蜱的降解率高达60.8%,细胞碎片对毒死蜱的降解率为48%,但由(NH₄)₂SO₄沉淀提取的胞外酶液对毒死蜱的降解率仅为11.3%,经8次非诱导条件下培养提取粗酶液,酶活力损失较少,判断WZ-Ⅰ菌株的毒死蜱降解酶为胞内酶且属于组成酶.以牛血清白蛋白为标准蛋白测得粗提酶中可溶性蛋白的含量为3.36mg·mL^-1;该酶对毒死蜱的酶促降解最适pH为6.8,在pH 6.0～9.0之间都有较高的活性;最适温度为40℃,在实验温度范围(20～50℃)内该降解酶均具有较好的降解活性,但在55℃时,酶活迅速降低,降低到最高酶活力的41%.测得粗提酶中其米氏常数K_m为1.049 26mmol·L^-1,v_max为0.253 5μmol·(mg·min)^-1.研究结果表明该酶具有较好的热稳定性和pH稳定性,对热和pH均具有较好的耐受力,高效降解真菌WZ-Ⅰ所产生的胞内酶对毒死蜱具有较好的降解效果.