重金属离子对海洋微生物脲酶活性影响的研究

从南海海绵Dysidea avara中分离筛选得到一株产弱碱性脲酶菌株Bacillus atrophaeus C89,为探究其在海洋环境重金属离子检测中的应用,在人工海水体系中研究Hg~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)四种重金属离子对脲酶活性的影响。研究发现四种重金属离子的浓度与脲酶抑制率呈显著的正相关性,当仅有单一重金属离子存在时,各重金属离子对脲酶活性的抑制效应顺次为Hg~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+);当有多种重金属离子同时存在时,联合抑制效应与抑制率较高的重金属离子接近,且不同组合存在不同的协同或拮抗效应,Hg~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)呈现协同效应,而Pb~(2+)表现出一定的拮抗效应。与刀豆脲酶对比发现,海洋微生物脲酶在p H和盐度等方面具有更高的耐受性,更适用于海洋环境重金属离子的检测。     

汞、镍对灯盏花胚状体诱导的影响及不同再生途径植株的遗传分析

为探讨汞和镍重金属胁迫环境对灯盏花组织培养过程的影响作用,本研究以灯盏花叶片为外植体,在含有不同浓度Ug~(2+)、Ni~(2+)及其组合的无激素MS培养基中进行愈伤组织诱导,结果发现Hg~(2+)、N~(2+)对胚性愈伤诱导的影响不仅与浓度有关,而且与处理的时间有关,且Hg~(2+)对灯盏花愈伤组织的诱导具有显著作用.将所产生的愈伤组织转入无激素MS培养基和含Hg~(2+)、Ni~(2+)重金属离子的MS培养基继代培养,结果表明,来源于所有培养基的愈伤组织均能形成不定芽和分化出胚状体;其中Ni~(2+)诱导的愈伤组织的不定芽形成率远低于Hg~(2+)诱导的,且当浓度组合为0.04 mg/L Hg~(2+)+和0.05 mg/L Ni~(2+)时,不定芽形成率最低;而低浓度Hg~(2+)诱导的愈伤组织的胚状体形成率较高,其中,0.02 mg/L Hg~(2+)诱导的愈伤组织的胚状体发生率最高.同时,实验还对灯盏花不同再生途径植株进行RAPD分析并运用Nei氏相似系数矩阵进行UPGMA聚类分析,结果显示不定芽来源植株比胚状体来源植株更容易发生遗传变异.本研究结果为进一步的灯盏花遗传转化研究奠定了实验基础.     

新型BODIPY类荧光探针及其对食品中Hg~(2+)检测的应用

设计并合成了一种氟硼吡咯(BODIPY)类的Hg~(2+)荧光淬灭型荧光探针SOH,通过紫外-可见滴定和荧光滴定等光谱性能测定。结果表明:纯乙腈体系中,探针SOH遇Hg~(2+)会产生由黄色变为红色的明显颜色变化和荧光淬灭现象;多离子共存下,对Hg~(2+)具有较高的选择性和竞争性;Hg~(2+)浓度在1~13μmol/L范围内线性相关系数为0.994,检出限为0.53μmol/L,用本方法对矿泉水、大米和鮟鱇鱼样品进行加标回收实验,回收率为94.36%~107.80%,满足痕量Hg~(2+)分析的要求。     

应用单针注射等温微量量热滴定法检测尿素水解菌对Hg2+的耐受性

【目的】利用单针注射等温微量量热滴定法(SIITC)检测尿素水解菌对Hg~(2+)的耐受性。【方法】与传统的细胞生长曲线法和基于尿素水解的p H变化曲线相对比,应用SIITC研究耐盐尿素水解菌Staphylococcus succinus对不同浓度Hg~(2+)的耐受性,通过相关性分析验证SIITC检测细菌对重金属胁迫耐受性的可行性。【结果】S.succinus菌吸附水解尿素的最大热量交换速率和累积热量值随Hg~(2+)浓度升高而降低。最大热量交换速率由不含Hg~(2+)的-45μJ/s降至10μmol/L Hg~(2+)处理的-20μJ/s,吸收热量由-1 291.90μJ下降到-535.75μJ;不同浓度Hg~(2+)胁迫下S.succinus菌吸附水解尿素的反应热量值与溶液p H以及OD_(600)的相关系数r分别达到0.928和0.955。【结论】SIITC可用来检测Hg~(2+)对尿素水解菌S.succinus的毒性。     

金属离子与CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase相互作用的荧光光谱和荧光偏振研究

根据Cd~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)和Al~(3+)对丹磺酰标记钙调蛋白(D-CaM)的荧先强度、最大发射波长及偏振度的影响来研究它们对CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase构象变化的影响.研究发现,无论溶液中是否存在Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase,Cd~(2+)、Pb~(2+)和Hg~(2+)对D-CaM的荧光最大发射波长、偏振度的影响以Cd~(2+)的最大,Pb~(2+)次之,Hg~(2+)最小,Al~(3+)对D-CaM产生的影响与这三种二价金属离子的并不相同.这证明这几种离子与CaM和Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase的作用并不遵循同样的机理.     

金属离子与CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase相互作用的荧光光谱和荧光偏振研究

根据Cd~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)和Al~(3+)对丹磺酰标记钙调蛋白(D-CaM)的荧先强度、最大发射波长及偏振度的影响来研究它们对CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase构象变化的影响.研究发现,无论溶液中是否存在Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase,Cd~(2+)、Pb~(2+)和Hg~(2+)对D-CaM的荧光最大发射波长、偏振度的影响以Cd~(2+)的最大,Pb~(2+)次之,Hg~(2+)最小,Al~(3+)对D-CaM产生的影响与这三种二价金属离子的并不相同.这证明这几种离子与CaM和Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase的作用并不遵循同样的机理.     

岩沙海葵毒素的检测方法

贝类产品中海洋毒素的检测对保障人类健康具有重要意义,其中岩沙海葵毒素(PLTX)是一种毒性很强的天然海洋毒素,是目前已知的最具毒性的非蛋白质物质之一.岩沙海葵毒素在可食用海洋生物中积累并进入食物链,对人类健康造成威胁,亟需开发快速、特异、灵敏的检测和定量方法.本文对岩沙海葵毒素的检测方法及目前进展进行综述,详细叙述了岩...     

四种毒物对卤虫幼体的急性毒性试验研究

采用ARC—Test法,测定四种毒物对卤虫幼体的急性毒性。结果表明,24hLC_(50)值Cr~(6+)为24.7mg/L、Hg~(2+)为89.1mg/L、Se~(6+)为150.7mg/L,杀虫脒为369mg/L;48hLC_(50)值Cr~(6+)为3.67mg/L、Hg~(2+)为23mg/L、Se~(6+)为76.3mg/L、杀虫脒为140mg/L。毒性大小顺序为:Cr~(6+)>Hg~(2+)>Se~(6+)>杀虫脒。根据实验结果,作者建议将ARC—Test法中急性毒性试验的测试时间延长到48h更为适宜。     

Mg~(2+)功能核酸生物传感器检测技术的研究进展

Mg~(2+)是人体内重要的二价金属阳离子之一,在催化细胞核酸的相关反应中具有重要的作用。在人体体内Mg~(2+)的缺失或过量会对人的健康带来危害。同时,Mg~(2+)在自然环境中也有多种作用。因此Mg~(2+)的检测受到了人们的重视。其中Mg~(2+)的仪器检测技术已经发展成熟,但也存在着一些弊端。而近些年,人们发现了功能核酸具有序列易修饰、特异性高、稳定性高、成本低,以及和生物传感器联用可实现现场快速检测等优势,功能核酸也逐渐引起广泛关注。现阶段,针对Mg~(2+)已建立多种特异性功能核酸生物传感器,实现了对多种生物标志物进行检测。与新型纳米材料的结合更加提高了检测极限以及检测的广谱性。首先介绍了Mg~(2+)功能核酸的作用方式和规律、体外筛选方法和结构性质,并对Mg~(2+)特异性功能核酸传感器的组建原理以及应用进行了综述;其次根据Mg~(2+)功能核酸传感器中信号放大的方式以及与不同纳米材料结合进行了分类,包括变温传感器、恒温传感器、金纳米传感器、碳纳米传感器等。主要内容涉及传感器的具体传感原理、适用领域、灵敏性以及检测限的比较;最后对Mg~(2+)功能核酸在食品和生物医学方面的应用进行了归纳,并对存在的不足以及未来应用进行了展望,旨在为今后研发更便携、更灵敏、更准确的生物传感器奠定理论基础。     

冬瓜蛋白酶的分离纯化及其部分性质研究(英文)

冬瓜的果肉中发现了丰富的蛋白水解酶.用硫酸铵将冬瓜果肉汁分级盐析,得到粗酶液.再经DEAE-Sepharose FF离子交换层析和Superdex-75柱层析等步骤得到一种电泳纯的冬瓜蛋白酶.SDS-PAGE测得其分子量为64 kDa.以酪蛋白做底物时,该酶的最适反应温度为70℃,最适作用pH为6.5,在pH 4.5～10.5,40～70℃范围内较稳定.PMSF强烈抑制该蛋白酶的活性.另外,Hg~(2+)对该酶有强烈的抑制作用,Mn~(2+)离子对其有保护作用,Zn~(2+)、Ca~(2+)和Cu~(2+)等离子对其活性没有影响.     

基于Fe_3O_4过氧化物酶活性的Cd~(2+)和Pb~(2+)比色传感器

重金属残留超标是重大食品安全问题之一。为建立一种快速简单的Cd~(2+)和Pb~(2+)重金属离子检测法,以磁性Fe_3O_4纳米粒子(MNPs)的过氧化物酶活性作为传感信号输出工具,以核酸适配体的特异性识别功能作为靶标识别元件,建立了一个比色传感器。通过可行性分析和条件优化确定检测方法,再通过灵敏度和特异性实验对传感器性能进行评估。在最优条件下,Cd~(2+)和Pb~(2+)的最低检测线分别为0.108μmol/L和0.117μmol/L。该检测方法检测成本低、检测过程快速简单、检测结果肉眼可见,凭借手持式光度计即可实现定量分析。此外,该方法受其他离子干扰相对较小,特异性较强。该传感器的建立将使重金属的现场实时快速检测成为可能,为我国食品安全检测提供了有力保障。     

Pb~(2+)功能核酸生物传感器的研究进展

Pb~(2+)在低浓度下对人体的神经系统、血液系统等带来多重损伤,尤其对儿童的神经系统产生不可逆的神经损害,在自然环境中也可以通过生物链传递进入到人体,对人体健康造成影响,因此Pb~(2+)的检测受到了人们的广泛关注。目前传统的Pb~(2+)检测技术主要包括大型仪器法,化学反应比色法,电化学方法等,但仍然存在着操作复杂、成本高、检测时间长等弊端。近年来,人们发现了利用功能核酸对Pb~(2+)进行检测具有简单、快速、灵敏、强特异性等优点,因此Pb~(2+)功能核酸生物传感器受到越来越多的关注。首先介绍了Pb~(2+)依赖型功能核酸的体外筛选方法及其结构性质;其次根据Pb~(2+)功能核酸传感器的信号输出方式进行分类,包括比色生物传感器、荧光生物传感器、电化学生物传感器、纳米材料生物传感器及其他类型的生物传感器等。同时还对传感器之间的原理、灵敏度、特异性、适用领域等方面进行比较和优缺点的简单评价;最后对Pb~(2+)功能核酸生物传感器的中存在的不足,以及未来的发展方向进行了展望,意在为今后研发更便携、更灵敏、更准确的Pb~(2+)功能核酸生物传感器提供理论参考。     

重金属离子对猪红细胞膜Ca~(2+)-ATP酶的作用

猪红细胞膜Ca~(2+)-ATP酶是一种钙调蛋白(CaM)依赖酶,其活力又依赖巯基的完整性。实验应用Ca~(2+)-ATP酶这一模型体系观察到重金属离子,Pb~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)都能替代Ca~(2+),激活CaM,从而激活Ca~(2+)-ATP酶;其最大刺激活力分别为85％、80％和30％,半刺激浓度分别为32、27和0.7μmol/L。当三种重金属离子的浓度增加时,则与Ca~(2+)-ATP酶的巯基结合,抑制酶的活力,Pb2~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)的半抑制浓度分别为370、440和2μmol/L。抑制作用为渐进性过程,而刺激作用为即时效应。抑制作用可为巯基化物,特别是二巯基化物所逆转。研究结果提示,CaM可能是重金属中毒最初作用的靶分子,而重金属中毒不仅使CaM“开关”失灵,还可能导致细胞内Ca~(2+)的调节全面失控。     

黑曲霉(Aspergillus niger)β-D-葡萄糖苷酶的纯化及其性质

利用垂直板凝胶制备电泳从黑曲霉(Aspergillus niger,AS 3.316)中分离提纯了β-D-葡萄糖苷酶(EC3.2.1.21),经凝胶电泳鉴定为单一带。酶作用的最适pH为4.4,在pH4.0—6.2稳定;最适温度65℃,热稳定性较好,于60℃保温4小时,活力保留80％。此酶作用于纤维二糖的Km值为6.09mM。聚丙烯酰胺薄层等电聚焦测得其pI值为5.5;用SDS凝胶电泳测得其分子量为77000。此酶不仅能水解纤维二糖和对硝基苯-β-D-葡萄糖苷,还能微弱地水解对硝基苯β-D-半乳糖苷和β-D-木糖苷。金属离子Fe~(2+)、Hg~(2+)、Cu~(2+)、Al~(3+)、Hg~+和Ag~+等对此酶有不同程度的抑制作用,蛋白质侧链修饰剂N-溴代琥珀酰亚胺对此酶有较强的抑制作用,2-羟基-5-硝基溴苯对酶也有一定的抑制作用,推测色氨酸残基对β-D-葡萄糖苷酶的活力是非常必要的。     

微尼海双眉藻对重金属短期胁迫的生理及形态响应

为了探讨底栖硅藻微尼海双眉藻[Halamphora veneta(Kützing)Levkov]对重金属胁迫的响应机制,该研究分析了不同浓度的4种重金属Cu~(2+)、Hg~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)对微尼海双眉藻处理96h后,其细胞密度、叶绿素a含量、丙二醛含量以及形态结构的变化。结果显示:(1)低浓度的重金属处理会促进微尼海双眉藻的生长,而高浓度的重金属胁迫会抑制微尼海双眉藻的生长。(2)微尼海双眉藻叶绿素a对较低浓度的Cu~(2+)、Hg~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)胁迫均比较敏感,表明叶绿素a含量可以成为硅藻反映重金属含量的有效指标。(3)低浓度的重金属胁迫对微尼海双眉藻的丙二醛含量影响不明显,而高浓度的重金属胁迫会促进微尼海双眉藻的丙二醛含量显著升高。(4)Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)胁迫不会引起微尼海双眉藻的明显细胞形变,而低浓度Hg~(2+)胁迫就会使微尼海双眉藻出现细胞膨大及畸形等变化。研究表明,微尼海双眉藻对于重金属胁迫具有某种耐受机制,其叶绿素a含量以及形态变化可以作为水体重金属污染的监测指标。     

流感嗜血杆菌ATCC49247来源的IgA酶理化性质及其对低糖基化IgA1的分解作用

【背景】近年来,能够特异性切割人IgA1分子的IgA蛋白酶(IgA酶)被认为是治疗IgA肾病(IgAN)的潜在药物,但各种物理化学因素均可能影响其生物学活性。【目的】研究流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae) ATCC49247 IgA酶的理化性质,确定IgA酶最适的作用条件后观察IgA酶对低糖基化IgA1的作用。【方法】从细菌培养液中分离纯化IgA酶,SDS-PAGE电泳后银染法分别检测多种理化条件下IgA酶的水解活性及其对低糖基化IgA1的消化作用。【结果】H. influenzae ATCC49247IgA酶可耐受的反应温度较广,最适温度为50°C;在高于60°C的环境中,IgA酶便不可逆地丧失了稳定性;IgA酶在pH 6.0-9.0的环境下能够保持完整催化活性;1 mmol/L的PMSF和高于10 mmol/L的SDS能够强烈地抑制IgA酶的活性,DTT和EDTA对IgA酶活性无明显影响;所有浓度的Al~(3+)、Fe~(3+)和高浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Fe~(2+)对IgA酶均表现出强烈的抑制作用,同时Co~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)、Ni~(2+)和Mg~(2+)都对IgA酶活性没有明显影响。选择了最适宜的IgA酶作用条件,发现IgA酶能够有效降解低糖基化IgA1底物。【结论】确定IgA酶最适宜的作用条件能保持良好的酶活性,更好地发挥了IgA酶对低糖基化IgA1的降解作用,为IgA酶的临床研究和药用价值的进一步开发提供一定的依据。     

有机磷农药对人类健康的影响及农药残留检测方法研究进展

随着工农业生产的发展, 社会与生态环境环境对人类健康的影响愈来愈大。环境污染严重影响人类身体和心理健康。对有机磷农药的生产及使用现状, 有机磷农药的结构和毒性作用, 有机磷农药残留对生态环境的污染和对人类健康的危害以及检测方法进行了探讨, 以期为有机磷农药的安全使用和农药残留检测提供参考依据。     

大球盖菇漆酶的分离纯化及酶学性质研究

从大球盖菇Sr-01菌株液体发酵液中分离漆酶,研究温度、p H和金属离子对酶活的影响。采用硫酸铵分级沉淀、Q-Sepharose阴离子交换层析和Superdex 200凝胶过滤层析对大球盖菇漆酶进行分离纯化。以ABTS[2,2-连氮基-双-(3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸)]为底物,分光光度法测定酶活。结果表明,纯化后的漆酶比活力为152.79 U/mg,回收率为35.8%。SDSPAGE显示该漆酶为单体蛋白,相对分子质量约40 k D。该漆酶的最适反应温度和p H分别为35℃和4.0,Mg~(2+)、Cu~(2+)对酶活有激活作用,Fe~(2+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)则有显著抑制作用。在最优反应条件下,纯化后的漆酶比活力可达222.93 U/mg。     

双胸蚓纤溶酶的纯化及性质

 用硫酸铵分段盐析、超滤膜分级分离及DEAE-纤维素、Sephadex A-25和Sephadex G-50三种柱层析方法从双胸蚓组织的粗提取液中分离纯化出一种纤溶酶,分子量为29kD,由一条肽链组成。此晦具有强烈的溶解纤维蛋白的作用,对家兎实验性血凝块也具有明显的溶解作用。此酶的最适pH为8.0,在pH7.6～8.4之间活力相差不到2％;酶在PH4.7—11.0范围内稳定;酶作用的最适温度为57℃;此酶热稳定性较好,于25～50℃保温3小时,酶活力基本不变,60℃时,活力保留65％。金属离子Na~(+)、K~(+)、Mg~(2+)等可提高此酶的活力,而Hg~(2+)、Ca~(2+)等金属离子对此酶有不同程度的抑制作用。     

褐藻胶裂解酶基因的克隆表达及重组酶酶学性质

【目的】克隆交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)BYS-2的褐藻胶裂解酶基因,实现其在大肠杆菌细胞中异源表达,对分离纯化的重组酶进行酶学性质研究。【方法】以交替假单胞菌BYS-2菌株基因组DNA为模板,克隆得到褐藻胶裂解酶基因alg738,构建重组基因工程菌BL21(DE3)/p ET22b-alg738,诱导表达,表达产物通过Ni-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】重组酶的最适反应p H为8.0,在p H 6.0-9.0范围内37°C保温1 h仍能保持84%以上的相对酶活力,具有较好的p H稳定性;最适反应温度为45°C,热稳定性实验显示在37°C下保温60 min其残余酶活力仍达66.6%;在5 mmol/L浓度下,Na~+、Mg~(2+)、Mn~(2+)对该酶具有明显的促进作用,Ni~(2+)、Co~(2+)、Cu~(2+)、Hg~(2+)、Zn~(2+)、EDTA、β-巯基乙醇、SDS具有明显的抑制作用。动力学参数Km、Vmax分别为1.11 g/L和0.011 g/(L·min),底物特异性分析表明该重组酶为偏好聚甘露糖醛酸钠(Poly M)裂解作用的双功能酶。【结论】重组褐藻胶裂解酶具有良好的酶学特性,为褐藻胶裂解酶的开发应用打下基础。