淺談用於廣東蔬菜有機磷農藥殘留檢測的幾種生物識別酶
廣guang東dong作zuo為wei我wo國guo蔬shu菜cai出chu口kou的de一yi枝zhi獨du秀xiu,但dan有you機ji磷lin類lei農nong藥yao的de施shi用yong也ye對dui廣guang東dong蔬shu菜cai的de發fa展zhan提ti出chu了le挑tiao戰zhan,使shi其qi有you機ji磷lin農nong藥yao殘can留liu速su測ce技ji術shu具ju有you重zhong要yao的de應ying用yong意yi義yi。當dang前qian色se譜pu法fa雖sui然ran分fen析xi精jing度du高gao、定量準確,但樣品的前處理複雜、檢測耗時長、成本高、需要技術熟練的操作人員,不適合市場管理部門經常性的現場檢測。開發和推廣適合我國產品產銷特點的快速、靈敏、準確的檢測技術成為控製當前農藥殘留的關鍵技術措施。農藥殘留檢測中常用到土壤分析儀來測定土壤中氮、磷的含量,從而確定是否施用了農藥。
一、乙酰膽堿酯酶
(一)分布及生化特性
乙酰膽堿酯酶被稱為真性或特異性膽堿酯酶,主要存在於哺乳動物的紅細胞及神經組織中,包括中樞神經係統神經節、運動神經板及發電器官中,是維持體內正常神經功能的非常重要的一類水解酶。膽堿酯受膽堿酯酶水解首先形成一個Michaelis 酶―diwuluohewu,jiezhexianjizhuanyidaozhimeifenzishangqu,xingchengxianhuazhimei,zuihouxunsushuijie,shimeishihuodecuihuazuoyonglaizimeidanbaifenzibenshendejiegou,buxurenheteyixingfujihuojinshulizicanyu。lingyicuihuadiwushuijieguocheng,weizhidongbuweihuocuihuabuwei。yihanyouyigeyanglizijidezhizuoweidiwu,qihuoxingquliyouyigeyinlizibuwei,yibianxiyinhelianjiediwu,shiqiyiyushouzhidongbuweidejingong。
(二)作用機製及應用情況
有機磷和氨基甲酸酯類化合物是乙酰膽堿酯酶的抑製劑,通過與活性位點的絲氨酸(Ser200)殘can基ji形xing成cheng共gong價jia鍵jian而er抑yi製zhi乙yi酰xian膽dan堿jian酯zhi酶mei的de活huo性xing,選xuan擇ze合he適shi的de底di物wu,根gen據ju有you機ji磷lin對dui該gai酶mei的de抑yi製zhi程cheng度du不bu同tong而er影ying響xiang產chan物wu的de量liang,通tong過guo比bi色se法fa可ke測ce定ding有you機ji磷lin農nong藥yao殘can留liu量liang。目mu前qian,廣guang州zhou、深圳、珠海、惠州、香xiang港gang等deng城cheng市shi都dou已yi把ba農nong藥yao速su測ce卡ka作zuo為wei常chang規gui的de檢jian測ce方fang法fa,采cai用yong的de即ji為wei對dui農nong藥yao高gao度du敏min感gan的de膽dan堿jian酯zhi酶mei和he顯xian色se劑ji做zuo成cheng的de酶mei試shi紙zhi。國guo內nei由you於yu技ji術shu等deng方fang麵mian原yuan因yin難nan以yi實shi現xian乙yi酰xian膽dan堿jian酯zhi酶mei純chun品pin的de大da量liang製zhi備bei,從cong來lai源yuan豐feng富fu的de羅luo非fei魚yu頭tou部bu提ti取qu乙yi酰xian膽dan堿jian酯zhi酶mei粗cu酶mei液ye,通tong過guo檢jian測ce酶mei活huo性xing及ji對dui不bu同tong濃nong度du農nong藥yao的de抑yi製zhi率lv及ji與yu標biao準zhun方fang法fa的de對dui比bi試shi驗yan,得de出chu此ci粗cu酶mei液ye可ke用yong於yu快kuai速su檢jian測ce蔬shu菜cai中zhong農nong藥yao殘can留liu,可ke為wei基ji層ceng單dan位wei提ti供gong一yi個ge應ying急ji、簡(jian)便(bian)的(de)檢(jian)測(ce)手(shou)段(duan)。同(tong)時(shi)果(guo)蠅(ying)的(de)敏(min)感(gan)頭(tou)部(bu)也(ye)是(shi)乙(yi)酰(xian)膽(dan)堿(jian)酯(zhi)酶(mei)的(de)重(zhong)要(yao)來(lai)源(yuan),我(wo)國(guo)農(nong)業(ye)部(bu)曾(zeng)對(dui)酶(mei)抑(yi)製(zhi)快(kuai)速(su)檢(jian)測(ce)法(fa)的(de)幾(ji)個(ge)關(guan)鍵(jian)步(bu)驟(zhou)進(jin)行(xing)反(fan)複(fu)的(de)比(bi)較(jiao)試(shi)驗(yan),對(dui)敏(min)感(gan)家(jia)蠅(ying)頭(tou)乙(yi)酰(xian)膽(dan)堿(jian)酯(zhi)酶(mei)與(yu)有(you)機(ji)磷(lin)農(nong)藥(yao)進(jin)行(xing)了(le)敏(min)感(gan)度(du)的(de)試(shi)驗(yan)。
二、丁酰膽堿酯酶
(一)分布及生化特性
血清丁酰膽堿酯酶是由四個亞基組成的糖蛋白,分子量28 萬~35 萬。作為一類糖蛋白,主要存在於腦、肝、血及膽堿能神經末稍的突觸間隙中,主要由肝髒合成,並存在於血清中,生理作用不明,稱為假性膽堿酯酶或丁酰膽堿酯酶Lockridge 等采用Edman 降解法測定了人血清BChE 完整的氨基酸序列,共含有574 個氨基酸殘基。BChE 氨基酸序列與其他酯酶家族蛋白有很高的同源性。以電鰩AChE 的三維結構為模板對人BChE 的三維結構進行計算機模擬結果表明,BChE 活性中心,囊袋的底部為Ser198,其兩側相距一定距離分別是酰基結合部位和膽堿結合部位。研究發現人BChE 的氨基酸序列上有Zn2+ 離子結合結構。
(二)作用機製及應用情況
丁酰膽堿酯酶能與有機磷毒劑或殺蟲劑結合,並能水解許多酯類、肽(tai)類(lei)及(ji)酰(xian)胺(an)類(lei)化(hua)合(he)物(wu),對(dui)這(zhe)些(xie)化(hua)合(he)物(wu)的(de)中(zhong)毒(du)具(ju)有(you)防(fang)治(zhi)作(zuo)用(yong)。目(mu)前(qian)應(ying)用(yong)較(jiao)為(wei)廣(guang)泛(fan)的(de)為(wei)用(yong)於(yu)體(ti)外(wai)定(ding)量(liang)測(ce)定(ding)人(ren)血(xue)清(qing)或(huo)其(qi)他(ta)體(ti)液(ye)中(zhong)膽(dan)堿(jian)酯(zhi)酶(mei)的(de)活(huo)力(li)。測(ce)定(ding)血(xue)清(qing)膽(dan)堿(jian)酯(zhi)酶(mei)活(huo)性(xing)是(shi)協(xie)助(zhu)診(zhen)斷(duan)有(you)機(ji)磷(lin)中(zhong)毒(du)和(he)評(ping)估(gu)實(shi)質(zhi)細(xi)胞(bao)損(sun)害(hai)的(de)重(zhong)要(yao)手(shou)段(duan),有(you)機(ji)磷(lin)通(tong)過(guo)與(yu)活(huo)性(xing)位(wei)點(dian)的(de)絲(si)氨(an)酸(suan)(Ser200)殘基形成共價鍵而抑製酯酶的活性。
三、植物膽堿酯酶
(一)分布及生化特性
植物膽堿酯酶是酯酶- B 中的一種膽堿酯酶,其對有機磷酸酯分子敏感,通常稱為絲氨酸水解酶、脂zhi族zu酯zhi酶mei或huo非fei特te異yi性xing酯zhi酶mei,廣guang泛fan存cun在zai於yu植zhi物wu體ti內nei,不bu同tong植zhi物wu種zhong類lei和he生sheng長chang期qi其qi含han量liang不bu同tong。雖sui然ran植zhi物wu中zhong的de膽dan堿jian酯zhi酶mei活huo性xing比bi乙yi酰xian膽dan堿jian酯zhi酶mei的de活huo性xing略lve低di,但dan其qi來lai源yuan豐feng富fu、成本低,開始受到國內學者的關注。
(二)作用機製及應用情況
植物膽堿酯酶可以使a- 乙酸萘酯水解為萘酚和乙酸,萘酚與顯色劑固藍B yanzuoyongxingchengzihongsedeoudanhuahewu,liyonggaiyuanlicedinggaiwuzhidexiguangduzhibianhuajikezhimeidehuoxingdaxiao。zhouyanmingdengcongqiaomaimianfenzhongtiqudedaozhiwuzhimei,cumeijingliusuananfenjichendian、Q- Sepharose Fast Flow 離子交換柱層析後酶活可提純16.814 倍,純酶液經Sephadex G- 200 層析和HPLC 分析證明為單一物質[2],阮長青等從小麥中提取了植物酯酶,並進行了其催化反應的動力學特性、以及抑製有機磷農藥檢測的定性、定(ding)量(liang)研(yan)究(jiu)。由(you)於(yu)酶(mei)特(te)性(xing)及(ji)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)發(fa)生(sheng)在(zai)特(te)定(ding)條(tiao)件(jian)下(xia),各(ge)種(zhong)外(wai)源(yuan)幹(gan)擾(rao)可(ke)能(neng)對(dui)酶(mei)活(huo)性(xing)及(ji)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)程(cheng)度(du)帶(dai)來(lai)影(ying)響(xiang),采(cai)用(yong)相(xiang)應(ying)方(fang)法(fa)建(jian)立(li)有(you)機(ji)磷(lin)農(nong)藥(yao)與(yu)酶(mei)的(de)抑(yi)製(zhi)關(guan)係(xi)時(shi),會(hui)引(yin)起(qi)檢(jian)測(ce)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)下(xia)降(jiang)、抑製曲線的線性範圍較窄、檢出下限較高的問題,但對於廣東農殘現場檢測需求量較大的狀況而言,植物酯酶檢測具有快速、便捷、廉價的優點,不失為熱點開發的方法。
四、結論
建jian立li和he實shi施shi農nong產chan品pin的de市shi場chang準zhun入ru製zhi度du是shi當dang前qian的de一yi項xiang重zhong要yao工gong作zuo,蔬shu菜cai中zhong農nong藥yao殘can毒du的de快kuai速su檢jian測ce是shi其qi中zhong一yi個ge重zhong要yao環huan節jie,作zuo為wei蔬shu菜cai大da省sheng的de廣guang東dong,研yan究jiu用yong於yu機ji磷lin類lei農nong藥yao檢jian測ce的de酯zhi酶mei,是shi有you效xiao進jin行xing現xian場chang、實時、大批次監測的重要工作。這將為更深入研究該酶與有機磷農藥的免疫分析技術、生物傳感器技術、催化機製以及植物酯酶抑製法檢測有機磷農藥殘留量技術提供一定的提供理論與實踐基礎。http://www.98fo.cn



