CJ5菌降解MCLR的酶學途徑研究.pdf

1、微生物降解是水體中微囊藻毒素(MC)去除的主要途徑之一。目前國內(nèi)外學者對MC的微生物降解過程進行了大量研究，研究內(nèi)容主要集中在MC降解菌的篩選、降解機理及降解效能的提高等方面。對MC酶學降解途徑的研究相對較少，且主要集中在好氧降解菌方面，目前還沒有關于厭氧菌降解MC的途徑研究。本實驗室從滇池沉積物中分離出一株MC厭氧降解菌CJ5（Acidaminobacter sp.），該菌在厭氧條件下能夠快速降解微囊藻毒素-LR（MCLR），但其降解

2、途徑尚不清楚。前期研究結果顯示，厭氧MC降解菌CJ5可能與好氧MC降解菌降解MC的途徑并不相同，因此有必要對MC厭氧降解菌降解MCLR的途徑進行研究，從而更深入的了解MC的降解機理，為利用微生物及其產(chǎn)生的蛋白酶處理MC污染提供參考。
　　本文從酶學角度出發(fā)，研究了MC厭氧降解菌CJ5降解MCLR的途徑，并對影響降解酶活性的環(huán)境因素進行了研究，同時，還對降解酶進行了初步的分離純化。具體研究內(nèi)容及結果如下：
　　（1）通過提取并

3、驗證CJ5菌不同位置的酶對MCLR的降解能力，對CJ5菌的降解酶進行了定位。結果表明，CJ5胞內(nèi)酶在好氧及厭氧條件下，14h內(nèi)分別可降解約90％和60％的MCLR(初始濃度為3.6mg/L)；而胞外酶在90h內(nèi)基本對MCLR無降解。此結果說明，CJ5菌中MC降解酶存在于細胞內(nèi)，且氧氣不會抑制降解酶的活性。
　?。?）CJ5胞內(nèi)酶降解MCLR產(chǎn)生并最終積累一種含有Adda基團的產(chǎn)物，質譜鑒定結果表明此產(chǎn)物為線性MCLR（H-Leu-

4、MeAsp-Arg-Adda-Glu-Mdha-Ala-OH）。由此推測CJ5菌降解MCLR存在一條新的降解途徑：在胞內(nèi)酶的作用下，環(huán)狀MCLR中Ala-Leu鍵斷裂生成線性MCLR（H-Leu-MeAsp-Arg-Adda-Glu-Mdha-Ala-OH）；隨后線性MCLR中Arg-Adda和Adda-Glu鍵斷裂生成Adda。
　?。?）為進一步了解CJ5胞內(nèi)酶的特性，研究了溫度、pH、蛋白濃度、金屬離子等因素對CJ5胞內(nèi)酶活

5、的影響。結果表明，CJ5胞內(nèi)酶對MCLR的降解受溫度和pH影響較大，最適降解溫度為30℃；最適pH值約為8。CJ5胞內(nèi)酶催化降解MCLR的速率受初始蛋白濃度影響較大，隨著蛋白初始濃度的增加，降解速率也逐步增加。Zn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+對CJ5胞內(nèi)酶降解MCLR的過程無明顯影響。
　?。?）利用硫酸銨分級沉淀、透析脫鹽、離子交換層析方法，對CJ5胞內(nèi)酶進行了純化。實驗結果發(fā)現(xiàn)，CJ5胞內(nèi)酶經(jīng)60％飽和度硫酸銨鹽析，透析