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        三唑磷農(nóng)藥降解酶的定位及酶學(xué)性質(zhì)研究

        2017-03-31 01:11:01湯鳴強(qiáng)陳淑賢
        廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年1期
        關(guān)鍵詞:三唑有機(jī)磷緩沖液

        湯鳴強(qiáng),陳淑賢

        (福建師范大學(xué)福清分校海洋與生化工程學(xué)院,福建 福清 350300)

        三唑磷農(nóng)藥降解酶的定位及酶學(xué)性質(zhì)研究

        湯鳴強(qiáng),陳淑賢

        (福建師范大學(xué)福清分校海洋與生化工程學(xué)院,福建 福清 350300)

        采用超聲波破碎法破碎三唑磷農(nóng)藥降解菌芽孢桿菌TAP-1,研究不同細(xì)胞組分對(duì)三唑磷農(nóng)藥的降解率,應(yīng)用液相色譜法研究三唑磷農(nóng)藥降解酶的酶學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明,胞外酶、胞間粗酶液和胞內(nèi)酶對(duì)三唑磷的降解率分別為2.8(±0.34)%、12.8(±2.44)%和84.4(±6.71)%。菌株TAP-1降解三唑磷農(nóng)藥的主要活性物質(zhì)位于降解菌細(xì)胞內(nèi),屬于胞內(nèi)酶組分。該酶最適作用pH值為6.5~7.0,在pH 5.0~7.5之間,酶活力均能保持在最高酶活力的68%以上。最適反應(yīng)溫度為30℃,在25~40℃溫度范圍內(nèi)能保持75%以上的降解活性。不同化學(xué)試劑和金屬離子對(duì)酶活性產(chǎn)生不同的影響。巰基修飾劑、EDTA、Hg2+和Mn2+對(duì)酶活性有抑制作用。Mg2+、Co2+和Fe3+對(duì)酶活性有促進(jìn)作用。該降解酶米氏常數(shù)(Km)為23.02 μmol/L,最大反應(yīng)速度(Vmax)為 0.738 μmol/mg·min。

        三唑磷降解菌TAP-1;降解酶;酶定位;酶學(xué)特性

        三唑磷(Triazophos,TAP)是1971年由原西德Farbwerke Hoechs公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的高效、中毒、廣譜的有機(jī)磷類(lèi)殺蟲(chóng)殺螨劑,對(duì)糧、棉、果、蔬菜等主要農(nóng)作物上的許多重要害蟲(chóng)如螟蟲(chóng)、稻飛虱、蚜蟲(chóng)、紅蜘蛛、棉鈴蟲(chóng)、菜青蟲(chóng)和線蟲(chóng)等有良好的防治效果。研究發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)有機(jī)磷農(nóng)藥相比,三唑磷表現(xiàn)為對(duì)水稻植株有很強(qiáng)的滲透性、對(duì)害蟲(chóng)有較高的胃毒活性和殺卵能力等特點(diǎn)[1],因此,對(duì)常見(jiàn)的水稻危害害蟲(chóng)如二化螟和三化螟有較強(qiáng)的觸殺活力,從而被大量應(yīng)用于水稻害蟲(chóng)的防治,目前已成為長(zhǎng)江流域防治水稻螟蟲(chóng)的主打藥品[2]。我國(guó)于20世紀(jì)80年代中后期引入三唑磷農(nóng)藥。近年來(lái),隨著甲胺磷等5種高毒有機(jī)磷農(nóng)藥被禁止生產(chǎn)與流通,三唑磷等農(nóng)藥的需求量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。目前,我國(guó)已成為三唑磷農(nóng)藥生產(chǎn)、使用及出口大國(guó)。

        然而,隨著這類(lèi)農(nóng)藥的大量使用,其對(duì)生態(tài)環(huán)境與人類(lèi)健康的負(fù)面影響不容忽視。已有文獻(xiàn)報(bào)道,三唑磷對(duì)蜜蜂和多數(shù)魚(yú)類(lèi)高毒,對(duì)土壤微生物生態(tài)等也造成了一定的危害[3]。高濃度的三唑磷還可能具有較強(qiáng)的誘變效應(yīng)。近年來(lái),我國(guó)部分養(yǎng)殖海域采用三唑磷作為清埕殺菌和消除蟲(chóng)害的常用農(nóng)藥,直接導(dǎo)致了它通過(guò)地表徑流進(jìn)入水體,從而對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成威脅。此外,三唑磷在水稻害蟲(chóng)防治上的大量使用也導(dǎo)致了稻米中三唑磷殘留量的增加。還有研究發(fā)現(xiàn),三唑磷進(jìn)入水體環(huán)境后,由于藻類(lèi)的累積作用,可通過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)移到上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康有更大的風(fēng)險(xiǎn)[4]。

        微生物是生物修復(fù)的重要資源,利用微生物及其產(chǎn)生的降解酶處理環(huán)境中有機(jī)磷農(nóng)藥的方法,已顯示出良好的應(yīng)用前景,是近年來(lái)研究有機(jī)磷農(nóng)藥降解的主要發(fā)展方向[5]。大多數(shù)微生物降解農(nóng)藥的反應(yīng)屬于酶促反應(yīng),降解酶的農(nóng)藥處理技術(shù)具有成本低、效果好、無(wú)二次污染、不會(huì)受到土著微生物排斥等特點(diǎn),已被用于殺蟲(chóng)劑和除草劑的處理[6-7]。目前在農(nóng)藥酶降解領(lǐng)域研究比較廣泛的是菊酯類(lèi)農(nóng)藥、三氮苯類(lèi)農(nóng)藥和有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥等[8-10]。盡管?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者從不同環(huán)境中分離到許多有機(jī)磷農(nóng)藥的降解菌,但是,有關(guān)三唑磷農(nóng)藥微生物降解的研究還少見(jiàn)報(bào)道。國(guó)內(nèi)外已分離的三唑磷降解菌主要有蒼白桿菌(Ochrobactrum sp.)和伯雷克氏菌(Klebsiella sp.)等[1,11],主要研究了這些菌株的降解特性及降解途徑等,鮮見(jiàn)對(duì)三唑磷降解酶的研究。

        本課題從福建建甌福農(nóng)生化有限公司污水處理池活性污泥及其出水口污泥中,通過(guò)富集培養(yǎng)基和基礎(chǔ)培養(yǎng)基馴化培養(yǎng)分離到5株對(duì)三唑磷農(nóng)藥有較高降解率的細(xì)菌菌株,采用生理生化實(shí)驗(yàn)結(jié)合16S rDNA序列比對(duì)的方法將降解率最高的菌株鑒定為芽孢桿菌TAP-1(Bacillus sp. TAP-1),通過(guò)室內(nèi)搖瓶發(fā)酵法確定菌株的生長(zhǎng)與降解特性(另文發(fā)表)。本試驗(yàn)采用液相色譜技術(shù),分析TAP-1菌株三唑磷降解酶成分在細(xì)胞中的位置,并研究降解酶的酶學(xué)性質(zhì),為降解酶的實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ),也為有機(jī)磷農(nóng)藥污染的生物治理提供理論參考和技術(shù)支持。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        供試菌株:芽孢桿菌TAP-1 (Bacillus sp. TAP-1),在Genbank上的注冊(cè)登錄號(hào)為HQ156466。

        主要試劑:三唑磷(Triazophos,純度>98%)購(gòu)自上海市農(nóng)藥研究所。甲醇(色譜純)購(gòu)自德國(guó)Merck公司。種子液培養(yǎng)基:胰蛋白胨5.0 g,酵母膏5.0 g,KH2PO41.0 g,去離子水1L,pH 7.0。發(fā)酵培養(yǎng)基:牛肉浸膏3.0 g,胰蛋白胨10.0 g,NaCl 5.0 g,葡萄糖5.0 g,去離子水1 L,pH 7.0~7.2。

        主要儀器:L-2000日立高效液相色譜儀,配有L-2400紫外檢測(cè)器,L-2130 蠕動(dòng)泵;色譜柱:Apollo-C8 (250×4.6 mm,i.d.,5μm);DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海一恒科技有限公司;THZ-C-1臺(tái)式冷凍恒溫振蕩器:太倉(cāng)市試驗(yàn)設(shè)備廠;UV-9100紫外分光光度計(jì):北京瑞利分析儀器公司;SCIENTE-IID超聲波細(xì)胞粉碎機(jī):寧波新芝生物科技股份有限公司;105810R冷凍離心機(jī):德國(guó)Eppendorf公司;ALPHAI-2冷凍干燥機(jī):北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

        1.2 降解菌的培養(yǎng)與降解酶的提取

        取活化的TAP-1菌株于100 mL種子液培養(yǎng)基中,32℃、180 r/min培養(yǎng)16 h,15℃,8 000 r/min離心5 min,收集菌體,用pH 7.5、0.2 mmol/L Tris-HCl洗滌3次,用滅菌的雙蒸水重懸菌體,調(diào)整OD600≈2.0,按2%的接種量(V/ V)轉(zhuǎn)接到100 mL液體發(fā)酵培養(yǎng)基中,32℃、180 r/min培養(yǎng)72 h。

        經(jīng)培養(yǎng)的菌液離心后用pH 7.5、20 mmol/L Tris-HCl洗滌3次,按照菌體:緩沖液=1∶4的比例將菌體懸浮于pH 7.5、20 mmol/L Tris-HCl緩沖液中,混合均勻后置于冰浴中用超聲波處理15 min,功率為280 W,頻率為破碎4 s,間隔9 s,4℃、11 000 r/min離心10 min,除去細(xì)胞碎片得降解酶粗酶液。

        1.3 酶活性測(cè)定

        在860 μL pH 7.2、20 mmol /L Tris-HCl緩沖溶液中加入50 μL 500 mg/L三唑磷標(biāo)準(zhǔn)溶液,37℃水浴預(yù)熱10 min,加入50 μL預(yù)熱的粗酶液,100 r/min水浴反應(yīng)1 h,用40 μL 6 mol/L HCl終止反應(yīng),每處理重復(fù)3次,以50 μL 上述緩沖液代替酶液為對(duì)照,計(jì)算降解酶活力。酶活力單位定義為:在37℃,pH 7.2條件下,每分鐘降解1 μmol三唑磷的酶用量定義為一個(gè)酶活力單位(U)。

        1.4 酶學(xué)性質(zhì)的測(cè)定

        在不同溫度、pH及不同化學(xué)物質(zhì)下檢測(cè)酶對(duì)三唑磷的降解效率,獲得降解酶的最適反應(yīng)溫度、最適作用pH及金屬離子化學(xué)物質(zhì)對(duì)酶活性的影響。取三唑磷溶液(濃度為20 mg/L)于離心管中,在不同溫度(分別為20、25、30、35、40、45和50℃)、pH (5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5)、金屬離子(Fe3+、Zn2+、Hg2+、Co2+、Mg2+、Mn2+)及化學(xué)試劑(十二烷基硫酸鈉、巰基乙醇、吲哚乙酸、二硫赤蘚糖醇、乙二胺四乙酸、特里通、谷胱甘肽、碘乙酸、對(duì)氯高汞苯甲酸、N-乙基馬來(lái)酰亞胺)下進(jìn)行酶促反應(yīng),分別測(cè)定酶活力,以最高酶活力為100%,其他條件下的酶活力與之相比得各自相對(duì)酶活力。

        將酶液在pH 7.2、20 mmol/L Tris-HCl緩沖液中,于-20、4、20、30、40、50和60℃條件下處理1 h,測(cè)定剩余酶活力。將菌體分別懸浮在pH為5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、 9.5、10.0、10.5和11.0的緩沖液(pH 5.0~6.5用40 mmol/L Na2HPO4-0.1mol/L檸檬酸緩沖液,pH 7.0~8.5用20 mmol/L Tris-HCl緩沖液,pH 9.0~11.0用40 mmol/L 甘氨酸-NaOH緩沖液)中,于超聲波破碎后得到的粗酶液32℃保溫1 h后,分別測(cè)定其在pH 7.2、32℃下的剩余酶活力。最適條件下酶活力定義為100%,推算出其他條件下的相對(duì)酶活力,研究三唑磷降解酶對(duì)溫度的耐受性和pH穩(wěn)定性。

        將不同濃度三唑磷(200、250、300、350、450 和500 mg/L)作底物,加入到pH 7.2、20 mmol/L的Tris-HCl緩沖液體系中,32℃下反應(yīng)測(cè)定酶反應(yīng)速度,運(yùn)用Lineweaver-Burk作圖法求米氏常數(shù)(Km)和最大反應(yīng)速度(Vmax)。

        1.5 蛋白質(zhì)濃度的測(cè)定

        粗酶液的蛋白含量按Bradford法測(cè)定[12],以BSA作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白。

        1.6 三唑磷濃度的測(cè)定

        取三唑磷降解液5 mL,4℃,8 000 r/min離心10 min得上清液。取上清液2 mL,用3×2 mL二氯甲烷液-液分配萃取2 h,取下層有機(jī)相風(fēng)干后加入等量甲醇供HPLC分析。HPLC工作條件為流動(dòng)相:甲醇:水=80:20;流速:1.0 mL/min;進(jìn)樣量:20 μL;檢測(cè)波長(zhǎng):246 nm;時(shí)間:15 min;保留時(shí)間:約5.89 min。

        用Excel 2003和SPSS 15.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,差異顯著性分析采用LSD多重比較法。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 菌株TAP-1三唑磷降解酶的定位

        微生物農(nóng)藥降解酶的分布可能在胞內(nèi),也可能在胞膜或胞外[13]。近年國(guó)內(nèi)報(bào)道的一些有機(jī)磷農(nóng)藥降解酶主要是胞內(nèi)酶[14-15]。以濃度為40 mg/L的三唑磷為底物分別測(cè)定不同粗酶液對(duì)三唑磷的降解率。結(jié)果(圖1)表明,菌株TAP-1發(fā)酵后細(xì)胞不同部位提取液對(duì)三唑磷的降解率差異顯著。菌株TAP-1胞外粗酶液、胞間粗酶液和胞內(nèi)粗酶液對(duì)三唑磷的降解率分別為2.8(±0.34)%、12.8(±2.44)%和84.4(±6.71)%,胞外和胞間粗酶液酶活明顯低于胞內(nèi)粗酶液。說(shuō)明菌株TAP-1三唑降解酶屬于胞內(nèi)蛋白組分。

        圖1 細(xì)菌TAP-1三唑磷降解酶的定位

        2.2 最適酶促反應(yīng)溫度的確定

        溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響很大,在最適溫度范圍內(nèi),降解酶活力最大,酶促反應(yīng)速度最快。圖2表明,溫度為30℃時(shí),降解酶表現(xiàn)出最強(qiáng)的降解活性,即該降解酶對(duì)三唑磷的最適降解溫度為30℃。在25~40℃溫度范圍內(nèi)該降解酶均具有較好的降解活性,粗酶活力都能保持最高活力的75%以上,顯示了該酶對(duì)溫度的較好適應(yīng)性。但在50℃時(shí),酶活性迅速降低,降低到最高酶活力的10.8%。

        圖 2 溫度對(duì)三唑磷酶促降解的影響

        2.3 最適酶促反應(yīng)pH的確定

        圖 3 pH對(duì)三唑磷酶促降解的影響

        由圖3可知,不同酸堿條件對(duì)粗酶活性有較大影響。粗酶降解三唑磷的最適pH值范圍為6.5~7.0,在pH 5.5~7.5之間粗酶能保持最高活力的68%以上,但pH>7.5時(shí),粗酶活力有明顯下降的趨勢(shì)。

        2.4 金屬離子及有機(jī)試劑對(duì)酶的影響

        不同的金屬離子和有機(jī)試劑會(huì)對(duì)酶組分產(chǎn)生不同的影響,從而促進(jìn)或抑制酶的作用。試驗(yàn)結(jié)果(表1)表明,巰基修飾劑如巰基乙醇(Mercaptoethanol)、碘乙酸(IAA)、對(duì)氯高汞苯甲酸(PCMB)、N-乙基馬來(lái)酰亞胺(NEM)對(duì)該酶有強(qiáng)烈的抑制作用,表明巰基基團(tuán)可能涉及到酶的活性中心。EDTA對(duì)酶活的影響也較大,是因?yàn)镋DTA是一種絡(luò)合劑,可與金屬離子形成絡(luò)合物。已報(bào)道的有機(jī)磷農(nóng)藥降解酶多數(shù)為金屬酶,加入EDTA會(huì)與酶活性中心的金屬離子螯合,從而降低了酶的活性。不同的金屬離子對(duì)酶的活性產(chǎn)生不同的影響。Mg2+和Co2+對(duì)酶活有明顯的激活作用;Fe3+對(duì)酶活有一定的促進(jìn)作用;而Hg2+和Mn2+對(duì)該酶活有強(qiáng)烈的抑制作用,其他金屬離子和有機(jī)溶劑對(duì)酶活無(wú)明顯影響。

        2.5 三唑磷降解酶對(duì)溫度的耐受性

        從圖4可以看出,粗酶在-20℃和4℃時(shí)保存最為穩(wěn)定,處理1 h后粗酶仍能保持最高酶活力的98%左右。粗酶活力隨著保存溫度的升高而降低,20℃下處理1 h與30℃下處理1 h酶活力分別保持原有酶活力的85.5%和83.3%,二者間沒(méi)有顯著差異。之后,粗酶活力隨著保存溫度的進(jìn)一步升高而呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)。40℃、50℃和60℃下處理1 h,粗酶活力分別下降到最高活力的61.3%、34.5%和11.2%,與低中溫處理差異顯著。可見(jiàn),溫度對(duì)粗酶活性的影響較大,較高的溫度可使降解酶變性失活。

        表1 各種化學(xué)物質(zhì)對(duì)酶活力的影響

        圖 4 粗酶對(duì)溫度的耐受性

        2.6 粗酶的pH穩(wěn)定性

        圖5表明,用pH為6.5~7.5的緩沖體系處理酶液1 h后,粗酶的剩余酶活力保持90%以上,在pH為8.0的緩沖體系中保存1 h后,酶活力損失不到40%,而在pH為8.5的環(huán)境中保存1 h后,酶活力損失近77%。之后,隨著緩沖體系pH的升高,粗酶液的剩余酶活力進(jìn)一步下降,直至為0。

        圖 5 粗酶對(duì)pH的耐受性

        2.7 三唑磷降解酶動(dòng)力學(xué)常數(shù)

        動(dòng)力學(xué)常數(shù)可以反映酶與底物的關(guān)系,是區(qū)別不同反應(yīng)底物的重要特征性常數(shù)。用pH 7.2、20 mmol/L Tris-HCl緩沖液調(diào)節(jié)三唑磷溶液使之濃度為200、250、300、350、450 和500 mg/L,在32℃水浴中預(yù)熱10 min后加入50 μL酶液,32℃、100 r/min條件下反應(yīng)30 min,以不加粗酶液作為對(duì)照,計(jì)算反應(yīng)體系中三唑磷的降解速度,以三唑磷濃度的倒數(shù)為橫坐標(biāo),以速度的倒數(shù)為縱坐標(biāo)作Lineweaver-Burk圖。結(jié)果(圖6)表明,三唑磷降解酶米氏常數(shù)為23.02 μmol/L,最大反應(yīng)速度為 0.738 μmol/ mg·min。以牛血清白蛋白為標(biāo)準(zhǔn)蛋白制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,在波長(zhǎng)595 nm下比色測(cè)定,測(cè)得粗酶液中可溶性蛋白含量為2.31 g/L。因此,粗酶對(duì)三唑磷的最大降解速率為0.319 μmol/mg·min。

        圖 6 三唑磷降解酶的Lineweaver-burk 圖

        3 結(jié)論與討論

        微生物酶制劑在生物修復(fù)方面的成功與否是由多種因素決定的,農(nóng)藥降解酶與所有酶蛋白一樣,對(duì)于環(huán)境條件很敏感。其中,環(huán)境溫度、pH及重金屬離子的種類(lèi)與濃度等是影響酶制劑作用效果的重要因素。試驗(yàn)結(jié)果表明,施氏假單胞菌J7-4 (Pseudomonas stutzeri)有機(jī)磷農(nóng)藥降解酶為胞內(nèi)酶,最適pH為9.0,最適反應(yīng)溫度為45℃。Mg2+、Ca2+等金屬離子對(duì)其有激活作用,而Mn2+、Fe3+、Zn2+、Al3+、Hg+、Cd2+、Ba2+和Ag+對(duì)該酶有強(qiáng)烈的抑制作用[14]。黑曲霉ZHY256樂(lè)果降解酶的最適作用溫度與pH分別為50℃、7.0,pH 穩(wěn)定范圍為6.0~9.5[16]。有機(jī)磷降解酶OPHC2降解甲基對(duì)硫磷的最適溫度為65℃,最適pH為9,該酶具有很好的熱穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性,并且對(duì)大多數(shù)金屬離子和化學(xué)試劑不敏感[17]。源自真菌的甲基對(duì)硫磷和內(nèi)吸磷降解酶為胞內(nèi)酶,酶的最適反應(yīng)溫度為45℃,最適pH 7.5,在50℃以下、pH 6.0~9.5范圍內(nèi)活性穩(wěn)定[18]。同樣為胞內(nèi)酶的毒死蜱降解酶具較好的熱穩(wěn)定性和酸堿穩(wěn)定性,最適反應(yīng)溫度為40℃,最適作用pH值為 6.8[19]。

        本試驗(yàn)對(duì)三唑磷降解酶最適反應(yīng)溫度和最適反應(yīng)pH以及粗酶液的熱穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性分別進(jìn)行了研究,為降解酶制劑的規(guī)?;a(chǎn)和應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。試驗(yàn)表明,三唑磷降解酶的最適作用溫度為30℃,最適作用pH范圍為6.5~7.0,pH≥8.0時(shí),粗酶活力有明顯下降的趨勢(shì)。Co2+對(duì)酶活有明顯的激活作用,進(jìn)一步說(shuō)明了Co2+可能作為三唑磷降解酶輔酶成分。表面活性劑Triton-100通過(guò)改善細(xì)胞表面通透性,促使酶活性的增加。Hg2+、Mn2+、EDTA以及巰基乙醇等巰基修飾劑強(qiáng)烈抑制酶的活性,表明巰基基團(tuán)可能涉及到酶的活性中心。動(dòng)力學(xué)常數(shù)Km值和Vmax體現(xiàn)了酶與底物結(jié)合的牢固程度和酶的特異性質(zhì),對(duì)于研究酶的生理生化功能和催化方向有重要的指導(dǎo)意義。本試驗(yàn)以三唑磷為底物,得到米氏常數(shù)為23.02 μmol/L,最大反應(yīng)速率為0.738 μmol/mg·min,為進(jìn)一步研究三唑磷降解酶的酶學(xué)性質(zhì)提供了理論依據(jù)。

        同已有報(bào)道的有機(jī)磷降解酶相比,本研究從芽孢桿菌TAP-1中提取的粗酶在酶學(xué)特性上存在差異,這可能與菌株的遺傳性差異、農(nóng)藥本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)特性以及酶促反應(yīng)體系不同有關(guān)。為了進(jìn)一步闡明該酶的作用機(jī)理,有必要開(kāi)展酶的分離純化工作,并且通過(guò)固定化和添加酶活性保護(hù)劑等方法,為降解酶的實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

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        (責(zé)任編輯 楊賢智)

        Distribution and properties of triazophos-degrading enzyme

        TANG Ming-qiang,CHEN Shu-xian
        (School of Ocean and Biochemical Engineering, Fuqing Branch of Fujian Normal University, Fuqing 350300, China)

        To investigate the effects of different fractions of bacterial strain Bacillus TAP-1 on the degradation rate of tirazophos, sonication method was applied to lyse the TAP-1 cells to obtain triazophos-degrading enzyme,while HPLC(High Performance Liquid Chromatography)method was used to determine the enzymatic properties. The results showed that the degradation rate of triazophos by intracellular, intercellular and extracellular extracts were 84.4(±6.71)%, 12.8(±2.44)%, and 2.8(±0.34)%, respectively. The active substances of triazophos-degrading were intracellular fractions. The enzyme demonstrated greatest enzymatic activity in the pH range of 6.5-7.0 with its highest activity occurring in the pH range of 5.0-7.5. Enzymatic activity occurred at an optimum temperature of 30℃ for the degradation of triazophos;activity remained above 75% of the maximum over a temperature range of 25℃-40℃. Different chemicals and metallic ions also had different effects on its activity. Its activity can be strongly inhibited by thiol modifier, ETDA, Hg2+and Mn2+, but stimulated by Mg2+,Co2+and Fe3+. The Km value and the maximal degradation rate of triazophos-hydrolase were 23.02 μmol/L and 0.738 μmol/mg·min, respectively.

        triazophos-degrading bacteria TAP-1;degrading enzyme;enzyme localization;enzymatic property

        X592

        A

        1004-874X(2017)-01-0115-07

        2016-10-11

        福建省自然科學(xué)基金(2012J01118)

        湯鳴強(qiáng)(1966-),男,博士,教授,E-mail:mqt-1022@163.com

        湯鳴強(qiáng),陳淑賢. 三唑磷農(nóng)藥降解酶的定位及酶學(xué)性質(zhì)研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,44(1):115-121.

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