殼聚糖與脂肪酶對除草劑2，4滴丙酸的手性識別作用研究.pdf

1、本文主要研究了殼聚糖與芳氧丙酸類除草劑2,4-滴丙酸(DCPP)的相互作用手性差異，并通過殼聚糖分子(CS)及其納米微粒(NP)在淡水綠藻液中對2,4-滴丙酸毒性及降解的影響，初步揭示了殼聚糖對2,4-滴丙酸的手性識別作用及其環(huán)境生態(tài)行為影響。另外，還研究了脂肪酶與2,4-滴丙酸相互作用的手性差異，闡明了脂肪酶對除草劑2,4-滴丙酸的手性識別作用及其機理。主要包括以下內(nèi)容： (1)研究了熒光標識殼聚糖分子及其納米微粒與2,4-

2、滴丙酸的相互作用差異。結(jié)果表明，殼聚糖分子及其納米微粒與2,4-滴丙酸不同對映體之間均可形成一個結(jié)合位點，其結(jié)合能力存在手性差異，結(jié)合作用大小均依次為(S)-DCPP>(RS)-DCPP>(R)-DCPP，即殼聚糖分子及納米微粒對除草劑具有手性識別，且整體上，殼聚糖納米微粒對DCPP的結(jié)合作用大于殼聚糖分子的結(jié)合作用。DCPP與殼聚糖之間主要以疏水作用力為主，同時也存在靜電作用。 (2)研究了殼聚糖分子及其納米微粒在三種淡水綠

3、藻中對除草劑2,4-滴丙酸及其對映體毒性的手性識別作用．結(jié)果表明，殼聚糖分子及其納米微粒在三種綠藻液中對除草劑2,4-滴丙酸均產(chǎn)生了手性識別作用，且對不同藻類其手性識別不同：對普通核小球藻來說其抑制作用依次為(R)-DCPP-CS>(S)-DCPP-CS>(RS)-DCPP-CS及(R)-DCPP-NP>(S)-DCPP-NP>(RS)-DCPP-NP；對斜生柵藻來說其抑制作用依次為(S)-DCPP-CS>(RS)-DCPP-CS>(R

4、)-DCPP-CS及(S)-DCPP-NP>(RS)-DCPP-NP>(R)-DCPP-NP；對蛋白核小球藻來說其抑制作用依次為(RS)-DCPP-CS>(S)-DCPP-CS>(R)-DCPP-CS及(RS)-DCPP-NP>(S)-DCPP-NP>(R)-DCPP-NP。 殼聚糖分子及其納米微粒在培養(yǎng)周期內(nèi)對不同藻類抑制作用強度存在差異。CS、NP對藻類的抑制作用次序均為蛋白核小球藻>普通核小球藻>斜生柵藻。另外，一種藻類

5、對殼聚糖分子及其納米微粒的反應(yīng)也不一樣。整體上，對普通核小球藻來說，在72h內(nèi)CS的抑制作用小于NP，而96h后CS的作用則強于NP；對斜生棚藻來說，CS作用弱于NP；而對蛋白核小球藻來說，CS作用強于NP。 低濃度殼聚糖分子及其納米微粒與除草劑 2,4-滴丙酸作用前后對普通核小球藻生長均起到促進作用，而高濃度則表現(xiàn)出較強的抑制作用，且其抑制作用存在差異，抑制作用大小依次為：NP>CS>(R)-DCPP-NP>(R)-DCPP

6、-CS>>(R)-DCPP，且隨培養(yǎng)時間的延長其抑制作用增強，到96h時毒性減輕。 (3)研究了殼聚糖分子在蛋白核小球藻液中對除草劑 2,4-滴丙酸及其對映體降解的手性識別作用。結(jié)果表明，殼聚糖分子存在條件下，2,4-滴丙酸及其對映體在蛋白核小球藻液中的殘留量出現(xiàn)了明顯增加的現(xiàn)象，即殼聚糖分子降低了除草劑的降解率。同時，2,4-滴丙酸不同對映體與殼聚糖結(jié)合后在藻液中的降解存在手性差異，其降解速率大小依次為：(R)-DCPP-C

7、S>(S)-DCPP-CS>(RS)-DCPP-CS。這與2,4-滴丙酸手性對映體本身在藻液中的降解速度順序不同，除草劑本身的降解率大小依次為(RS)-DCPP<(R)-DCPP<(S)-DCPP。 手性除草劑 2，4-滴丙酸在藻液中的半衰期長短不同，其半衰期大小依次為：(S)-DCPP<(R)-DCPP<(RS)-DCPP，加入殼聚糖分子溶液后除草劑在蛋白核小球藻液中的半衰期大小順序發(fā)生了變化，其次序為：(R)-DCPP-C

8、S<(S)-DCPP-CS<(RS)-DCPP-CS，即殼聚糖分子的加入改變了除草劑在環(huán)境中停留的相對順序，也就是說殼聚糖分子存在條件下，除草劑的降解行為表現(xiàn)出了不同的手性差異。 (4)研究了脂肪酶對除草劑2，4-滴丙酸的手性識別作用極其機理。結(jié)果表明，在50mM pH=8.00磷酸鹽緩沖溶液體系中，2,4-滴丙酸及其對映體與脂肪酶之間的相互作用具有手性選擇，其中(R)-DCPP對脂肪酶的紫外吸收及熒光光譜強度影響最大．在DC

9、PP與脂肪酶均可形成一個結(jié)合位點的基礎(chǔ)上，二者的結(jié)合作用存在一定差異，其結(jié)合作用大小依次為(R)一DCPP>(RS)-DCPP>(S)-DCPP；并由二者作用過程的熱力學參數(shù)得知其作用力類型主要為疏水作用，且這種作用可能是其存在手性差異的主要原因；同時根據(jù)同步熒光光譜測定結(jié)果可以推測除草劑與脂肪酶的結(jié)合位置更接近于蛋白質(zhì)分子上的色氨酸殘基，它對DCPP與脂肪酶之間的手性選擇作用可能作出了一定的貢獻。且(RS)-DCPP在高濃度時，對脂肪