3种有机磷农药对水生生物的乙酰胆碱酯酶抑制效应的物种敏感度分析初探

通过筛选敌敌畏、马拉硫磷和对硫磷3种有机磷农药对水生生物的急性毒性数据和乙酰胆碱酯酶抑制效应数据,构建物种敏感度分布曲线进行了比较分析。结果表明,敌敌畏对水生生物的急性毒性和乙酰胆碱酯酶抑制效应的大小顺序为:酶体内抑制效应酶体外抑制效应急性毒性;马拉硫磷和对硫磷的乙酰胆碱酯酶抑制效应数据不足但趋势相似,顺序为:酶体内抑制效应急性毒性酶体外抑制效应。敌敌畏的急性毒性和酶体外抑制效应的5%危害浓度(HC5)分别为2.07μg·L~(-1)和1.53μg·L~(-1),两者相差1.4倍。在水质基准推导中,乙酰胆碱酯酶抑制效应数据对有机磷农药的水生生物基准具有重要的参考价值。     

蔬菜中有机磷农药残留的生物传感器法检测

将乙酰胆碱酯酶(AChE)固定在醋酸纤维膜上,将该膜组装在一支pH玻璃电极敏感膜表面,制成用于测定有机磷农药的电位型生物传感器,优化其制备方法。当溶液中存在有机磷农药,酶的活性受到抑制,酶活性的降低引起pH玻璃电极电位的改变,其改变程度与溶液中农药的浓度大小有关。用本文方法测定了蔬菜中的对硫磷、辛硫磷、氧乐果、敌敌畏,结果满意。     

溶胶-凝胶法固定乙酰胆碱酯酶生物传感器测定有机磷农药

采用溶胶-凝胶法将乙酰胆碱酯酶固定在醋酸纤维膜上,再将酶膜固定在聚四氨基钴酞菁(p-CoTAPc)修饰的玻碳电极(GCE)上,制备了可应用于有机磷农药测定的生物传感器,采用计时安培法对有机磷农药(对硫磷、辛硫磷、氧化乐果)进行检测,检测限分别可达2.0×10-9mol·l-1,1.4×10-9mol·l-1和1.1×10-8mol·l-1.     

黑曲霉阿魏酸酯酶A的克隆、表达及快速酶活检测体系的建立

阿魏酸酯酶是参与半纤维素降解的重要酶类. 为了提高阿魏酸酯酶的活性和其它性能,本文作者采用RT-PCR技术从黑曲霉CIB 423.1中克隆了编码阿魏酸酯酶A的cDNA,构建了外泌表达的质粒,并将其转化到毕赤酵母GS115进行表达. 通过检测培养液上清中的酶活,表明阿魏酸酯酶已成功在这一体系表达. 同时,本文还建立了快速、稳定的酶活检测体系,为后续对阿魏酸酯酶酶突变体活性进行高通量筛选奠定了基础. 图5 参17     

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.     

伊维菌素对斑马鱼(Danio rerio)生理生化特性的影响

为探讨水产常用抗寄生虫药物伊维菌素(IVM)对鱼类的毒性效应,参考IVM对斑马鱼的96 h-LC50值,设定了7μg/L、14μg/L及21μg/L3个处理组,并以0.021%乙醇为试剂对照组,采用96 h半静水式毒性试验测定了IVM对斑马鱼(Danio rerio)头部乳酸脱氢酶(LDH)、乙酰胆碱酯酶(AChE)和碱性磷酸酶(ALP)以及肌肉组织中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和ALP等生理生化指标的影响。结果表明:IVM对斑马鱼肌肉SOD活性的影响总体表现为低质量浓度抑制,高质量浓度先诱导后抑制;MDA含量在低质量浓度作用下8~12 h内显著高于对照组(p0.05),而在较高质量浓度下先受到显著抑制(p0.05),虽然后期有一定的恢复,但总体仍低于对照组;IVM对AChE活性影响在短期内并不明显,但在96 h时最高质量浓度组的IVM对AChE产生了55.2%的抑制;头部LDH活性只在8~24 h内受到不同程度的影响,之后便逐渐恢复;头部ALP活性在较高质量浓度作用12~24 h内受到一定的抑制(p0.05),而肌肉ALP活性与对照组相比无显著差异(p0.05),表明头部ALP活性比肌肉敏感。     

氯酚与乙酰胆碱酯酶相互作用的光谱研究

采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法研究了2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)及五氯酚(PCP)与乙酰胆碱酯酶(AChE)的相互作用,获得了相互作用的Stern-Volmer猝灭常数、结合常数、热力学参数和作用距离.结果表明, 2,4,6-TCP及PCP均可以使AChE内源荧光有规律地猝灭,温度小于303K时,其猝灭机制为静态猝灭. 2,4,6-TCP及PCP与AChE的结合过程是受熵驱动的自发过程,作用力为典型的疏水作用力. 2,4,6-TCP及PCP与AChE分子中酪氨酸残基的作用距离分别为1.91,2.00nm, 2,4,6-TCP及PCP与AChE分子的结合常数为104~105L/mol,表明2种氯酚与AChE之间发生了非辐射能量转移,两者形成了稳定的复合物.2,4,6-TCP与AChE的结合作用比PCP与AChE的结合作用强,氯酚分子向AChE分子疏水空腔的结合过程是疏水性效应和空间位阻效应彼此竞争的结果.     

外源硫酸盐介入下沉积物磷释放、解磷微生物及磷酸酶活性的变化

人类生产活动导致湖泊水体硫酸盐浓度日益增加,硫酸盐与沉积物中磷之间的关系引起关注.该研究以武汉东湖水和沉积物为研究对象进行实验室模拟,研究为期近一年且温度变化的条件下外源硫酸盐对沉积物释磷及微生物的作用.结果表明,硫酸盐输入使沉积物pH和氧化还原电位(E h)总体呈降低趋势.外源硫酸盐促进了沉积物磷的释放,输入硫酸盐(S500)与对照(CK)之间的上覆水存在显著差异(p0.01),S500的上覆水中总磷浓度最高值达0.33 mg·L-1,为对照的2倍.湖泊沉积物中有机磷解磷菌的数量高于无机磷解磷菌,上层沉积物解磷菌的数量和沉积物总磷的含量之间呈负相关.S500的沉积物中磷酸二酯酶活性高于磷酸单酯酶活性,且不同分层沉积物磷酸单酯酶活性和磷酸二酯酶活性之间的正相关性达到显著水平.温度升高,磷酸酶的活性逐渐增强,促使沉积物内源磷释放量增加.     

用于有机磷农药残留检测酯酶的筛选

利用农药对酯酶活力的抑制反应,测定了不同浓度的敌敌畏对游离的不同动物肝脏酯酶的酶活性。实验采用从动物肝脏中提取的粗酶液在水解后与显色剂固兰B盐作用,用分光光度计测定其在595nm处的吸光度。结果表明,猪肝中α-乙酸萘酯酶(α-NA Esterase)的活力较高,且对较低浓度的敌敌畏也有较好的灵敏度。鸡肝和鸭肝α-乙酸萘酯酶对敌敌畏浓度变化不是很明显。     

工程菌及其固定化细胞对有机磷农药的降解

将抗性库蚊解毒酶酯酶B1基因片段引入融合表达载体pThioHisA中,转化入大肠杆菌DH5α,在IPTG诱导下,经过8h,酯酶B1在大肠杆菌中获得融合高效表达。重组质粒pThioHisA-B1表达的酯酶融合蛋白具有较高的酯酶B1活性,能高效降解酯酶的特异性底物α-乙酸萘酯(α-NA)和β-乙酸萘酯(β-NA),将工程菌固定化后,固定化细胞在3h内对1000mg/L的甲基对硫磷降解率>65%。