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        Cd2+急性脅迫下方格星蟲體腔液消化酶活力和游離氨基酸的變化

        2016-06-29 09:50:48董蘭芳曾夢清許明珠廣西壯族自治區(qū)海洋研究所廣西海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北海536000
        水生生物學(xué)報(bào) 2016年3期
        關(guān)鍵詞:消化酶

        董蘭芳 張 琴 曾夢清 許明珠 童 潼(廣西壯族自治區(qū)海洋研究所,廣西海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北海 536000)

        Cd2+急性脅迫下方格星蟲體腔液消化酶活力和游離氨基酸的變化

        董蘭芳 張 琴 曾夢清 許明珠 童 潼
        (廣西壯族自治區(qū)海洋研究所,廣西海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北海 536000)

        摘要:為了解Cd2+急性脅迫下方格星蟲體腔液消化酶活力和游離氨基酸的變化規(guī)律,采用毒理學(xué)試驗(yàn)方法,在確定Cd2+對方格星蟲毒性強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,選取48h最低致死濃度為試驗(yàn)濃度,研究該濃度Cd2+脅迫下方格星蟲體腔液消化酶活力和游離氨基酸的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明:方格星蟲死亡率隨著Cd2+濃度的升高而增加,Cd2+對方格星蟲的24h和48h的LC50分別為37.80和22.68 mg/L。在48h最小致死濃度下,Cd2+對方格星蟲體腔液蛋白酶和淀粉酶活力在試驗(yàn)周期內(nèi)均表現(xiàn)為抑制,且淀粉酶活力受到的抑制作用較強(qiáng); Cd2+脅迫前期脂肪酶活力顯著升高(P<0.05),24h后又顯著降低(P<0.05),48h時(shí)僅為初始水平的40%,說明低濃度Cd2+對脂肪酶活力有誘導(dǎo)作用,高濃度Cd2+則產(chǎn)生抑制。方格星蟲體腔液游離氨基酸的組成和含量在Cd2+脅迫48h內(nèi)均有顯著變化(P<0.05)。各游離氨基酸含量及氨基酸總量在24h前均無顯著變化(P>0.05),24h后先上升后下降(P<0.05),36h的游離氨基酸總量達(dá)到初始水平的2倍以上,為145.50 mg/100 mL,大部分游離氨基酸組成百分比也在24h前較穩(wěn)定,24h后呈現(xiàn)峰值變化??傊珻d2+急性脅迫對方格星蟲體腔液消化酶活力和游離氨基酸均有顯著影響(P<0.05),且消化酶活力與游離氨基酸含量和組成的變化與脅迫時(shí)間有關(guān)。

        關(guān)鍵詞:方格星蟲; 鎘; 體腔液; 消化酶; 游離氨基酸

        重金屬是常見的環(huán)境污染物,能引起生物機(jī)體神經(jīng)中毒,影響其繁殖與生存[1]。鎘是毒性最強(qiáng)的重金屬之一,廣泛應(yīng)用于電鍍工業(yè)、化工業(yè)、電子業(yè)和核工業(yè)等領(lǐng)域,大量鎘通過廢氣、廢水、廢渣等形式排入環(huán)境,造成污染。鎘有一個(gè)很長的生物半衰期(在人體中約20—30年),且進(jìn)入機(jī)體的鎘能長期貯存而不易排泄[2]。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(DNFP)已把鎘列為12種全球性環(huán)境污染物之首,世界衛(wèi)生組織(WTO)則將其作為優(yōu)先研究的食品污染物[3]。

        重金屬能夠抑制水生生物的酶活,妨礙機(jī)體的代謝,還會(huì)造成生理生化指標(biāo)的改變,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致死亡[4]。近年來關(guān)于重金屬鎘對水生動(dòng)物生長發(fā)育及生理生化影響的報(bào)道有很多,且主要集中于抗氧化酶、氧化損傷等相關(guān)的方面[5—7]。消化酶直接影響機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,通過分析消化酶活力的變化可進(jìn)一步了解生物機(jī)體的代謝狀況和對環(huán)境的適應(yīng)程度。Brafiel等[8]的研究發(fā)現(xiàn)Cd2+脅迫28d后河蜆的纖維素酶活性與Cd2+濃度呈顯著負(fù)相關(guān),并因此認(rèn)為消化酶可以作為重金屬鎘污染的生物標(biāo)記物。陳肖肖等[9]的研究表明環(huán)境Cd2+對泥蚶淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶活性都有明顯的影響作用。氨基酸既是酶類物質(zhì)合成的前體,同時(shí)對生物機(jī)體的營養(yǎng)代謝、信號(hào)傳導(dǎo)、基因表達(dá)等起調(diào)控作用,研究重金屬脅迫下機(jī)體氨基酸的動(dòng)態(tài)變化,有助于對生物體防御重金屬的機(jī)制有一個(gè)更深層次的理解。

        “碧海藍(lán)天”曾是廣西北部灣引以為豪的生態(tài)品牌,但近年來隨著北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)開發(fā)的推進(jìn),北部灣近海海域環(huán)境受到影響。2010年的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,北部灣近岸海水Cd2+含量范圍為0—0.54 μg/L,Cd對海洋生態(tài)系統(tǒng)潛在危害的影響程度僅次于Hg和As[10]。方格星蟲(Sipunculus nudus,S.nudus),俗稱沙蟲,是北部灣海水養(yǎng)殖最具特色的海珍品種之一。因其較固定地生活在沿海灘涂的泥沙底質(zhì)中,以沉積物中的有機(jī)碎屑為食,因而對生長環(huán)境的變化十分敏感,有“環(huán)境標(biāo)志生物”之稱。本研究在確定Cd2+對方格星蟲毒性強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,選取48h最低致死濃度為試驗(yàn)濃度,研究該濃度Cd2+脅迫下方格星蟲體腔液消化酶活力和游離氨基酸的動(dòng)態(tài)變化,以期為開展方格星蟲健康養(yǎng)殖提供科學(xué)依據(jù),同時(shí)為探究底棲動(dòng)物的重金屬毒害機(jī)制以及由重金屬鎘引起機(jī)體一系列生理生化的變化過程提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料來源

        試驗(yàn)用方格星蟲來源于廣西海洋研究所育苗場,挑選規(guī)格基本一致、健康活力好的個(gè)體,平均質(zhì)量(1.68±0.42)g,體長4.5—6.1 cm,于鋪有消毒沙子的塑料箱中暫養(yǎng)7d,期間每日喂食1次,試驗(yàn)前1天停止投喂。

        儀器設(shè)備:超低溫冰箱(Haier DW-86L626,青島)、高速冷凍離心機(jī)(Thermo KR25i,美國)、氨基酸分析儀(Sykam S-433D,德國)、超純水機(jī)(Millipore Milli-Q Biocel,美國)。

        主要試劑:茚三酮,德國進(jìn)口分裝; 檸檬酸、檸檬酸三鈉、氫氧化鈉、乙酸鈉、乙酸鉀、氫氧化鋰、甲醇、辛酸購于天津科密歐; 氯化鎘、鹽酸、乙醇、抗壞血酸、磺基水楊酸等均為國產(chǎn)分析純,試驗(yàn)前氯化鎘用超純水配成Cd2+濃度為10 g/L的母液,試驗(yàn)時(shí)用過濾海水稀釋成所需濃度。

        試驗(yàn)條件:試驗(yàn)用水為過濾海水,水溫(29±1)℃,鹽度2.46%,pH 7.72。試驗(yàn)在40 cm× 25 cm×20 cm塑料箱中進(jìn)行,每個(gè)塑料箱內(nèi)放入2 kg經(jīng)消毒的沙子(試驗(yàn)前用對應(yīng)濃度Cd2+海水溶液浸泡過夜,以消除Cd2+在海水和沙子之間的分配導(dǎo)致海水Cd2+濃度變化),每箱盛Cd2+海水溶液6 L,每個(gè)試驗(yàn)組放入健康活力好的方格星蟲30條,并設(shè)置3個(gè)平行處理。試驗(yàn)期間,連續(xù)充氣,不投餌,每24h換水一次。

        1.2 試驗(yàn)方法

        方格星蟲Cd2+急性毒性試驗(yàn) 根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定Cd2+對方格星蟲24h最大致死濃度和48h最小致死濃度分別為100和5 mg/L,按照等對數(shù)間隔設(shè)置5個(gè)濃度梯度組(5、10.57、22.36、47.29和100 mg/L)和一個(gè)空白對照組。在試驗(yàn)過程中隨時(shí)撈出死亡個(gè)體,觀察并記錄各方格星蟲組24h和48h的死亡個(gè)體數(shù)。死亡的標(biāo)準(zhǔn)為身體松軟,吻部伸出,對外界刺激沒有反應(yīng),放入到自然海水中不能復(fù)活。

        用直線內(nèi)插法,以濃度的常用對數(shù)為橫坐標(biāo),死亡率概率單位為縱坐標(biāo),求出半致死濃度(LC50),并由公式:A=48h LC50×0.3/(24h LC50/48h LC50)計(jì)算出方格星蟲對Cd2+安全濃度[11]。

        Cd2+急性脅迫對方格星蟲體腔液消化酶活力和游離氨基酸的影響試驗(yàn) 試驗(yàn)選取Cd2+對方格星蟲48h最小致死濃度即5 mg/L為試驗(yàn)組濃度,以保證大多數(shù)方格星蟲能夠存活。挑選健壯的方格星蟲30條,隨機(jī)選取4—5條用純水沖洗后濾紙吸干水分,再用剪刀剪個(gè)小口子收集體腔液,混勻后用1.5 mL離心管分裝成兩管分別用于消化酶活力和游離氨基酸含量的測定,剩余的方格星蟲在5 mg/L Cd2+濃度下進(jìn)行攻毒實(shí)驗(yàn)。分別在12h、24h、36h和48h,隨機(jī)選取4—5條方格星蟲用純水洗凈拭干后進(jìn)行活體解剖,用同樣的方法收集體腔液并分裝。試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)平行處理,及時(shí)撈出死亡個(gè)體。

        體腔液消化酶活力測定 體腔液解凍后于4℃、4000 r/min離心15min,取上清液用于消化酶活力的測定。蛋白酶活力的測定采用Folin-酚法;脂肪酶活力和淀粉酶活力的測定采用南京建成生物工程研究所研制的試劑盒。體腔液蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)以牛血清蛋白作標(biāo)準(zhǔn),用考馬斯亮藍(lán)法測定。

        體腔液游離氨基酸測定 用移液槍取800 μL方格星蟲體腔液于1.5 mL離心管中,加入200 μL 10% 磺基水楊酸,充分搖勻,置于4℃冰箱中存放30min以上,取出后離心10min,取上清液,用儀器所配樣品稀釋液(0.12 mol/L pH 2.2檸檬酸鋰溶液)按1∶1溶解,最終樣品的pH應(yīng)在pH 1.80—2.00,必要時(shí)可用濃縮的LiOH調(diào)整。上述溶液用0.22 μm針式過濾器過濾后,上氨基酸自動(dòng)分析儀測定。

        1.3 數(shù)據(jù)分析

        采用SPSS 19.0對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,先用Levene's test做方差齊性檢驗(yàn)后再做單因素方差分析,若差異達(dá)到顯著(P<0.05),則用Duncan's多重法比較各組數(shù)據(jù)之間的差異,結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示,重復(fù)數(shù)n=3。

        2 結(jié)果

        2.1 Cd2+對方格星蟲的急性毒性

        Cd2+對方格星蟲的急性毒性的試驗(yàn)結(jié)果

        表 1為方格星蟲死亡率與Cd2+濃度及時(shí)間的關(guān)系。隨著Cd2+濃度的升高,方格星蟲死亡率稱呈上升趨勢。在相同Cd2+濃度下,隨著時(shí)間延長,死亡率升高。高濃度Cd2+組的方格星蟲中毒反應(yīng)明顯且迅速,短期內(nèi)星蟲就開始劇烈扭動(dòng),隨著時(shí)間的增長吻部變細(xì)、顏色變深,活力慢慢下降,最后身體膨脹、變軟,觸手伸出,吻部形成紫色團(tuán)狀物,對外界刺激沒有反應(yīng),即死亡。而低濃度Cd2+組的方格星蟲中毒反應(yīng)較高濃度組慢,劇烈扭動(dòng)不久便鉆入沙子,經(jīng)過較長時(shí)間才出現(xiàn)死亡,死亡癥狀與高濃度組相同。

        表 1 Cd2+對方格星蟲急性毒性試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 The effect of acute toxicity of Cd2+on mortality

        Cd2+濃度與死亡率的回歸分析 通過對Cd2+濃度對數(shù)-死亡率的回歸分析(表 2),顯示出較好的擬合度(R>0.78)[12],這表明方格星蟲受Cd2+脅迫的致死率與Cd2+濃度密切相關(guān)。其24h和48h 的LC50分別是37.80和22.68 mg/L,安全濃度是2.45 mg/L。

        2.2 Cd2+急性脅迫后方格星蟲體腔液消化酶活力的變化

        如圖 1所示,在Cd2+急性中毒后,方格星蟲體腔液蛋白酶活力在12h內(nèi)顯著下降了10.94%(P<0.05),12h至48h時(shí)間段內(nèi)活力保持穩(wěn)定,沒有顯著變化(P>0.05)。這說明Cd2+對方格星蟲體腔液蛋白酶活力起一定的抑制作用。

        在Cd2+脅迫下,體腔液脂肪酶活力的變化與蛋白酶不同,12h內(nèi)脂肪酶活力顯著升高(P<0.05),12—24h有一定升高但不顯著(P>0.05),24h后脂肪酶活力開始顯著降低(P<0.05),32h時(shí)的脂肪酶活力約為初始活力58%,48h時(shí)僅為初始水平的40%。這說明低濃度Cd2+對脂肪酶活力有誘導(dǎo)作用,而當(dāng)Cd2+達(dá)到一定濃度后對脂肪酶活力有較強(qiáng)的抑制作用。

        Cd2+對方格星蟲體腔液淀粉酶活力起抑制作用,其變化規(guī)律與蛋白酶相似,顯著下降(P<0.05)后趨于穩(wěn)定。但淀粉酶活力受Cd2+的影響較蛋白酶大,12h時(shí)活力約為初始水平的72%,24h時(shí)僅為58%,24h以后淀粉酶活力有一定回升,但變化不顯著(P>0.05)。

        2.3 Cd2+急性脅迫下方格星蟲體腔液游離氨基酸的變化

        游離氨基酸總量的變化 Cd2+急性脅迫對方格星蟲體腔液游離氨基酸總量的影響如圖 2所示,24h內(nèi)體腔液游離氨基酸總量無顯著變化,24—36h游離氨基酸總量顯著上升(P<0.05),36h又顯著下降(P<0.05)至初始水平,36h的游離氨基酸總量達(dá)到初始水平的2倍以上,為145.50 mg/100mL。

        各游離氨基酸含量的變化 Cd2+急性脅迫48h內(nèi)方格星蟲體腔液各游離氨基酸含量的變化見表 3。本研究共測定了17種氨基酸,其中胱氨酸和苯丙氨酸未檢出。48h內(nèi)15種氨基酸中除絲氨酸、蛋氨酸和亮氨酸外,其他氨基酸含量的變化都有顯著差異(P<0.05),且均在36h時(shí)達(dá)到最大值,48h時(shí)恢復(fù)初始水平。天冬氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、精氨酸和脯氨酸含量在24h前無明顯變化,24h后開始顯著上升(P<0.05); 谷氨酸、酪氨酸和組亮氨酸含量則在12h以后就開始上升,24h后上升顯著(P<0.05),40h后又顯著下降(P<0.05)至初始水平; 而甘氨酸和賴氨酸的含量,在Cd2+急性脅迫后的12h內(nèi)有所下降但不顯著,后一段時(shí)間同其他氨基酸含量一樣呈先升高后降低(P<0.05)至初始含量水平的趨勢。

        各游離氨基酸組成的變化 表 4顯示Cd2+急性脅迫后方格星蟲體腔液游離氨基酸組成百分比的變化有一定的規(guī)律性。絲氨酸、甘氨酸、纈氨酸、異亮氨酸和亮氨酸含量占氨基酸總量百分比在48h內(nèi)沒有顯著變化(P>0.05); 天冬氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、組氨酸、賴氨酸和精氨酸含量百分比在24h前無顯著變化(P>0.05),24h后顯著下降(P<0.05)后又顯著上升(P<0.05); 丙氨酸和脯氨酸則相反,24h前無顯著變化(P>0.05),24h后顯著上升(P<0.05)再顯著下降(P<0.05); 谷氨酸百分比在24h前就已經(jīng)開始顯著增加(P<0.05),24h后顯著下降后又上升(P<0.05)。

        表 2 死亡率與Cd2+濃度對數(shù)的回歸分析Tab.2 Regression analysis between the death and concentration logarithm of Cd2+

        圖 1 Cd2+急性脅迫下方格星蟲體腔液消化酶活力的變化

        圖 2 Cd2+急性中毒方格星蟲體腔液游離氨基酸總量的變化

        3 討論

        3.1 Cd2+對方格星蟲的急性毒性及安全評價(jià)

        研究表明Cd2+通過與酶類巰基、羥基和氨基的結(jié)合或置換出酶中金屬,使其活性降低或失去功能[13]; Cd2+也能引起DNA單鏈斷裂,抑制DNA聚合酶β的活性,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[13]。Cd2+對水生動(dòng)物如魚蝦類、貝類等都有較高毒性。Cd2+對瓦氏黃顙魚、鯽、草魚、軍曹魚和克氏原螯蝦的48h LC50分別是59.14、8.68、34.81、19.87和8.31 mg/L[14—18],對文蛤、海灣扇貝、四角蛤蜊和方斑東風(fēng)螺的48h LC50分別是2.243、4.52、5.146和13.86 mg/L[19—22]。另外,陳細(xì)香等[23]的研究得出了Cd2+對可口革囊星蟲的48h LC50是10.69 mg/L。在本研究中方格星蟲死亡率與Cd2+濃度呈正相關(guān),即隨著Cd2+濃度的升高,死亡率增加,其24h和48h 的LC50分別是37.80和22.68 mg/L,相同時(shí)間的半致死濃度較上述瓦氏黃顙魚和草魚小,與軍曹魚的半致死濃度相近,是可口革囊星蟲半致死濃度的兩倍左右,說明方格星蟲對鎘的耐受力相對較強(qiáng),較同屬星蟲動(dòng)物門的可口革囊星蟲耐受更高濃度的Cd2+。

        3.2 Cd2+急性脅迫對方格星蟲體腔液消化酶活力的影響

        消化酶是營消化作用的水解酶類,其活性可以指示動(dòng)物的代謝狀態(tài)及其對外界環(huán)境的適應(yīng)程度[24]。Cd2+等重金屬離子進(jìn)入機(jī)體后,以不同的方式與底物、酶的活性產(chǎn)物及酶本身產(chǎn)生極強(qiáng)的親和力,從而導(dǎo)致酶活性改變,有些能對酶活產(chǎn)生抑制,有些則能激發(fā)酶的催化功能[25,26]。陳細(xì)香等[23]研究Cd2+等四種重金屬離子對可口革囊星蟲纖維素酶、淀粉酶和脂肪酶活力影響的結(jié)果表明,纖維素酶和淀粉酶活力隨Cd2+濃度升高而降低,脂肪酶活力的變化趨勢則相反且各處理組的酶活均顯著高于對照組。紅樹蜆用不同濃度水平的Cd2+處理不同的時(shí)間后發(fā)現(xiàn):Cd2+對其胃組織淀粉酶活力基本表現(xiàn)為抑制,僅在0.125 mg/L處理組表現(xiàn)為小幅度的誘導(dǎo); 對其蛋白酶活力的影響效應(yīng)規(guī)律性不明顯; 而在脅迫初期脂肪酶活力受到顯著誘導(dǎo),隨著時(shí)間延長酶活性下降[27]。不同濃度Cd2+對青蛤的蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶活力均表現(xiàn)為不同程度的抑制[28]。

        本研究結(jié)果表明,Cd2+對方格星蟲體腔液蛋白酶和淀粉酶活力的影響與上訴研究結(jié)果相似,均表現(xiàn)為抑制作用,而脂肪酶活力在Cd2+脅迫初期顯著被誘導(dǎo),隨著時(shí)間延長酶活力又受到了顯著的抑制,這與Cd2+脅迫下紅樹蜆脂肪酶活力變化規(guī)律一致。

        3.3 Cd2+急性脅迫對方格星蟲體腔液游離氨基酸的影響

        方格星蟲體腔液中含有許多游離氨基酸,這些氨基酸除了用于合成蛋白質(zhì)、多肽及轉(zhuǎn)化成其他含氨物質(zhì)外,還參與一些特殊的生理代謝反應(yīng),對方格星蟲的生命活動(dòng)有重要作用。研究已表明金屬硫蛋白在機(jī)體對鎘的解毒機(jī)制中起關(guān)鍵作用[29],氨基酸作為合成體內(nèi)金屬硫蛋白的代謝底物,研究Cd2+脅迫下方格星蟲體腔液中游離氨基酸含量的變化,可以在一定程度上反映鎘在機(jī)體內(nèi)的流轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài),側(cè)面了解機(jī)體的解毒過程。然而,目前關(guān)于Cd2+脅迫對生物體內(nèi)游離氨基酸影響的報(bào)道較少。謝春等[30]研究了多代鎘脅迫對家蠅幼蟲血淋巴中游離氨基酸含量的影響,結(jié)果顯示:與對照組相比,鎘脅迫組家蠅3日齡幼蟲血淋巴中生糖氨基酸總量降低; 鎘脅迫10代組生酮氨基酸總量及賴氨酸濃度均升高,丙氨酸濃度降低; 鎘脅迫1和10代組游離氨基酸總量未見明顯變化。Wu等[31]對鎘脅迫下兩種基因型大麥的游離氨基酸等變化的研究中發(fā)現(xiàn),在培養(yǎng)基中添加Cd2+能夠顯著改變大麥組織中的游離氨基酸含量和組成,其中根部的游離氨基酸含量隨著Cd2+添加量的增加而顯著增加,而在添加5 μmol/L Cd2+時(shí)莖和葉中的游離氨基酸含量顯著降低。

        表 3 Cd2+急性脅迫后方格星蟲體腔液游離氨基酸含量的變化Tab.3 The content of eachfree amino acid in S.nudus coelomic fluid after acute poisoning by Cd2+(mg/100mL)

        表 4 Cd2+急性脅迫后方格星蟲體腔液各游離氨基酸占氨基酸總量百分比的變化Tab.4 The free amino acid composition in S.nudus coelomic fluid after acute poisoning by Cd2+(%)

        在本研究中5 mg/L Cd2+脅迫48h內(nèi)方格星蟲體腔液游離氨基酸的含量和組成均有顯著變化。各游離氨基酸含量及氨基酸總量在Cd2+脅迫24h內(nèi)均無顯著變化,其中甘氨酸、賴氨酸等含量稍有下降,已有的研究表明重金屬能與生物體內(nèi)的甘氨酸、ATP等結(jié)合形成絡(luò)合物[19],因此脅迫初期少量Cd2+進(jìn)入體內(nèi)與氨基酸直接結(jié)合或通過形成螯合肽參與重金屬解毒造成了部分游離氨基酸的消耗。24h以后各游離氨基酸含量先顯著上升后顯著下降,且大部分氨基酸占總量的百分比出現(xiàn)顯著變化,出現(xiàn)這種變化的原因可能是隨著更多Cd2+進(jìn)入體內(nèi),機(jī)體金屬硫蛋白等解毒物質(zhì)被Cd2+飽和,在Cd2+的誘導(dǎo)下其他組織蛋白分解成大量的游離氨基酸,用以合成金屬硫蛋白、螯合肽等物質(zhì)來結(jié)合Cd2+,從而達(dá)到解毒目的。另外,重金屬對谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶、超氧化歧化酶等機(jī)體解毒代謝酶活力也有明顯的誘導(dǎo)或抑制分泌的作用[32],這些過程都能引起游離氨基酸的含量和組成發(fā)生改變。游離氨基酸這一快速增加繼而恢復(fù)初始水平的過程說明了方格星蟲對體腔液游離氨基酸含量的動(dòng)態(tài)平衡具有良好的自我調(diào)節(jié)能力。

        參 考 文 獻(xiàn):

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        CHANGES OF DIGESTIVE ENZYME ACTIVITIES AND FREE AMINO ACIDS IN SIPUNCULUS NUDUS COELOMIC FLUID UNDER ACUTE STRESS OF CD2+

        DONG Lan-Fang,ZHANG Qin,ZENG Meng-Qing,XU Ming-Zhu and TONG Tong
        (Key Laboratory of Marine Biotechnology of Guangxi,Guangxi Institute of Oceanology,Beihai 536000,China)

        Abstract:The current study investigated the acute toxicity of Cd2+to Sipunculus nudus Linnaeus using toxicological methods.To do this,the peanutworms were exposed to Cd2+stress for 48h at minimum lethal concentration,and the dynamic changes of digestive enzyme activities and free amino acids in their coelomic fluid were analyzed.The results showed that the mortality of peanutworms increased with the increasing Cd2+concentration.The LC50of Cd2+after 24h and 48h were 37.80 mg/L and 22.68 mg/L,respectively.Cd2+exposure had inhibitory effects on protease and amylase activities in coelomic fluid during the whole experimental period.The lipase activity increased(P<0.05)at the early time of the exposure,but inhibited significantly(P<0.05)after 24h.The content and composition of free amino acids in coelomic fluid of peanutworms had significant changes during the 48 hours.Each free amino acid and the total amino acid had no significant changes(P>0.05)at the first 24 hours,and then the contents of that increased significantly(P<0.05)and decreased significantly later at the next 24 hours(P<0.05).The total amino acid reached 145.50 mg/ 100 mL at 36h,twice as initial level.The free amino acids composition had a similar regulation pattern with total amino acid.No significant change was observed at first 24h and then reached peak level after that.The results suggest that acute stress of Cd2+significantly impact digestive enzyme activities and free amino acids in Sipunculus nudus coelomic fluid with a time-dependent pattern.

        Key words:Sipunculus nudus; Cadmium; Coelomic fluid; Digestive enzyme activities; Free amino acid

        中圖分類號(hào):Q958.11

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        文章編號(hào):1000-3207(2016)03-0524-08

        doi:10.7541/2016.70

        收稿日期:2015-07-08;

        修訂日期:2015-12-11

        基金項(xiàng)目:廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃課題(桂科合1346011-12,桂科攻14121006-2-12,桂科合14125008-2-20); 廣西自然科學(xué)基金(2015 GXNSFBB139005); 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31402304)資助[Supported by Science and Technology Development Program of Guangxi Zhuang Autonomous Region(1346011-12; 14121006-2-12; 14125008-2-20); Natural Science Foundation of Guangxi Zhuang Autonomous Region(2015GXNSFBB139005); National Natural Science Foundation of China(31402304)]

        作者簡介:董蘭芳(1987—),女,浙江金華人; 本科,助理研究員; 研究方向?yàn)樗a(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)生理與養(yǎng)殖生態(tài)學(xué)。E-mail:0xiao0dong0@163.com

        通信作者:張琴,博士,副研究員,碩士生導(dǎo)師; E-mail:zhangqin821220@163.com

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