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近年来,水体富营养化导致蓝藻水华频繁暴发,蓝藻死亡后会向水体释放有毒的藻毒素(MCs),危害人类健康。在前期研究中,本课题组异源表达了能高效降解MCs的藻毒素降解酶(MlrA)。在此基础上,本课题通过对MlrA表达体系的优化,提高了 MlrA的纯度与活性。此外,我们发现MlrA不仅能降解MCs,还能杀灭蓝藻。进一步在细胞水平上对MlrA及MC-LR的降解产物进行了安全评估,进而评估了 MlrA应用于蓝藻水华的潜力。具体的研究包括以下四个方面:1、MlrA表达体系的优化。将mlrA构建到pET-21b载体上,经亲和层析纯化出该蛋白,提高了 MlrA的纯度和活性。2、MlrA对水华产生的MCs降解的研究。为了将MlrA应用于降解蓝藻水华产生的MCs,研究了模拟水华条件下MlrA对MCs的降解能力。结果表明MlrA不仅能有效降解MC-LR标准样品,也能在模拟水华条件下有效降解蓝藻细胞产生的MC-LR。为了对蓝藻产生的MCs定性定量分析,建立了溶剂提取-固相萃取的方法,提取藻细胞内外的MCs,再用高效液相色谱(HPLC)检测MCs的含量。3、MlrA对蓝藻生长抑制研究。本研究发现MlrA对产毒的铜绿微囊藻FACHB905具有较好的杀灭效果,而对不产毒的集胞藻PCC6803没有杀灭效果,显示MlrA对蓝藻的抑制作用在产毒藻和不产毒藻之间具有选择性。进一步的研究发现MlrA可以通过调节蓝藻生长环境的pH值、降低FACHB905细胞内外MCs的含量,降低FACHB 905的竞争优势;以及抑制藻细胞光合作用、对藻细胞造成胁迫损伤,从而抑制有毒藻的生长。4、MlrA及MCs降解产物的安全性评估首先在12种人源细胞中选择出三种对10μg/mLMC-LR较为敏感的细胞:人肾癌细胞ACHN、人肝癌细胞Huh7及人正常肝细胞LO2。再研究了 MlrA及MC-LR降解产物对细胞活性的影响,结果表明20 μg/mLMC-LR处理48 h可以抑制30%细胞的活性,而MlrA及MC-LR的降解产物均对细胞没有毒性。说明MlrA及MC-LR降解产物对人源细胞没有明显的毒性作用,具有相对的安全性。