菌株Hansschlegelia zhihuaiae S113水解甲磺隆的羧酸酯酶分離純化及其酶學(xué)特性研究.pdf

1、磺酰脲類(lèi)除草劑是非常重要的一類(lèi)除草劑，可用于防除大多數(shù)農(nóng)作物雜草?；酋ｋ孱?lèi)除草劑通過(guò)抑制乙酰乳酸合酶(ALS)酶活而阻斷了細(xì)菌、真菌、植物體內(nèi)的纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸等側(cè)鏈氨基酸的生物合成途徑。磺酰脲類(lèi)除草劑在除草性能上具備用量少、效率高且可用于多種農(nóng)作物的優(yōu)點(diǎn)，但其存在的缺點(diǎn)亦不容忽視?；酋ｋ孱?lèi)除草劑屬于弱酸，在中性或堿性土壤中，甲磺隆、氯嘧磺隆及胺苯磺隆等降解非常緩慢，殘留期長(zhǎng)達(dá)數(shù)月甚至超過(guò)一年。除草劑在土壤中的殘留能對(duì)下茬敏感性

2、農(nóng)作物如豆類(lèi)和油菜等產(chǎn)生藥害，導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。生物修復(fù)因其經(jīng)濟(jì)安全，方便高效的優(yōu)點(diǎn)成為消除磺酰脲類(lèi)除草劑殘留污染的重要手段。去酯化是磺酰脲類(lèi)除草劑的一個(gè)重要的降解途徑和脫毒手段。本研究發(fā)現(xiàn)菌株Hansschlegeliazhihuaiae S113可通過(guò)去酯化使磺酰脲變成相關(guān)的無(wú)除草活性的羧酸化衍生物。
　　 目前，已有土壤微生物通過(guò)去酯化降解磺酰脲類(lèi)除草劑如噻吩磺隆和甲磺隆的報(bào)道，但關(guān)于催化去酯化的羧酸酯酶的定量測(cè)定、酶學(xué)

3、特性、分離純化等還沒(méi)有相關(guān)報(bào)道。本研究將對(duì)菌株S113中水解甲磺隆的羧酸酯酶進(jìn)行分離純化，進(jìn)而研究該純酶的酶學(xué)特性。這項(xiàng)研究對(duì)于相關(guān)基因的克隆及酶制劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　 本研究所獲得的主要結(jié)果如下:
　　 通過(guò)HPLC-MS/MS測(cè)定，發(fā)現(xiàn)菌株S113通過(guò)去酯化途徑降解甲磺隆，代謝產(chǎn)物為去酯后相應(yīng)的酸。通過(guò)硫酸銨分級(jí)沉淀、DEAE離子交換層析及PAGE切膠回收從菌株S113中分離純化了甲磺隆羧酸酯酶。甲磺

4、隆羧酸酯酶為二聚體，分子量是86 kDa，等電點(diǎn)約為8.4。該酶的最適pH范圍是7.5～8.0。在pH6.0～8.5范圍內(nèi)酶活比較穩(wěn)定，在該pH范圍內(nèi)的緩沖液中保溫一小時(shí)酶活還保持在初始的85％以上。甲磺隆羧酸酯酶的最適溫度是40℃。在高達(dá)45℃緩沖液中處理1h后，此酶的酶活還能保持初始的85％左右。在55℃緩沖液中處理之后，酶活還保留初始的20～40％，65℃時(shí)酶活基本喪失。此酶能被金屬離子Ag+，Cd2+and Zn2+(1.0 m