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、磺酰脲類除草劑是非常重要的一類除草劑，可用于防除大多數(shù)農(nóng)作物雜草?；酋ｋ孱惓輨┩ㄟ^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?；酋ｋ孱惓輨┰诔菪阅苌暇邆溆昧可?、效率高且可用于多種農(nóng)作物的優(yōu)點，但其存在的缺點亦不容忽視?；酋ｋ孱惓輨儆谌跛?，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，殘留期長達(dá)數(shù)月甚至超過一年。除草劑在土壤中的殘留能對下茬敏感性

2、農(nóng)作物如豆類和油菜等產(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)點成為消除磺酰脲類除草劑殘留污染的重要手段。去酯化是磺酰脲類除草劑的一個重要的降解途徑和脫毒手段。本研究發(fā)現(xiàn)菌株Hansschlegeliazhihuaiae S113可通過去酯化使磺酰脲變成相關(guān)的無除草活性的羧酸化衍生物。
　　 目前，已有土壤微生物通過去酯化降解磺酰脲類除草劑如噻吩磺隆和甲磺隆的報道，但關(guān)于催化去酯化的羧酸酯酶的定量測定、酶學(xué)

3、特性、分離純化等還沒有相關(guān)報道。本研究將對菌株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。這項研究對于相關(guān)基因的克隆及酶制劑的開發(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HPLC-MS/MS測定，發(fā)現(xiàn)菌株S113通過去酯化途徑降解甲磺隆，代謝產(chǎn)物為去酯后相應(yīng)的酸。通過硫酸銨分級沉淀、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℃時酶活基本喪失。此酶能被金屬離子Ag+，Cd2+and Zn2+(1.0 m