Analysis of Toxin β-N-Oxalyl-α, β-diaminopropionic Acid (β-ODAP),its Isomer α-ODAP and Other Free Amino Acids in Lathyrus sativus

A method has been presented for the simultaneous analysis of neurotoxin β-N-oxalyl-α, β-diaminopropionic acid (β-ODAP) and its non- or low-toxic isomer α-ODAP as well as other amino acids in Lathyrus sativus extracts after derivatization with para-nitrobenzyloxycarbonyl chloride (PNZ-Cl) by reversed-phase (C18 column) high performance liquid chromatography (RP-HPLC). Detection limits of isomers were 0.08 μg/mL for both β-, α-ODAP, for homoarginine 0.09 μg/ mL at a signal-to-noise ratio of 3:1.

HPLC Determination of Neurotoxin β-N-oxalyl-L-α, β-diaminopropionic acid and Its α -Isomer in Lathyrus sativus by Precolumn Derivatisation with 1-Fluoro-2,4-dinitrobenzcne

A rapid and simple method is presented for determining β-N-oxalyl-α. β- diaminopropionic acid (β -ODAP) and its much less toxic α -isomer (α -ODAP) in Lathyrus sativus. Seed and foliage extracts of Lathyrus sativus were treated with 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene (FDNB) and a reversed-phase high-performance liquid chromatographic method for the separation of the derivatives in the pmol range is reported.

微生物发酵法降解山黧豆毒素的研究

为了寻找具有降解山黧豆神经毒素(ODAP)的菌株,本实验选择30种菌株,以含有已知量的ODAP的山黧豆粉提取液为培养基,采用邻苯二甲醛法检测培养前后培养基中ODAP的消耗量,筛选具有能够明显利用和消耗ODAP的菌株.实验结果表明,有2种菌株对ODAP有明显的降解和消耗作用.还探讨了这两种菌株在山黧豆培养基中的生长情况与ODAP降解情况的相关性以及酶促反应的基本动力学,从所获得的试验结果可断定被筛选出的2株菌种经发酵可产生ODAP降解酶.

2,4-二硝基氟苯柱前衍生测定山黧豆毒素β-ODAP

利用2,4-二硝基氟苯为柱前衍生试剂,建立了测定山黧豆中毒素β-Ν-草酰基-L-α,β-二氨基丙酸(简称-βODAP)及其无毒性的异构体α-N-草酰基-L-α,β-二氨基丙酸(简称α-ODAP)的恒组分洗脱高效液相色谱方法。利用固相萃取进行样品预处理并优化了流动相的pH值,利用Hyperchem和Gaussian 98优化得到二者的空间结构并计算了它们的极性,从理论上解释了两个异构体的色谱行为。最佳色谱条件是固定相C18,5μm,15 mm×4.6 mm,流动相为25 mmol/L KH2PO4/乙腈,(90∶10,V/V),流速为0.8 mL/m in,室温,测定了特定条件下山黧豆成长过程中两个异构体的含量。

渗透胁迫对山黧豆幼苗H_2O_2及毒素积累的影响

用PEG经根部处理 15d龄的山黧豆幼苗 ,取幼苗叶片为实验材料 ,测定过氧化氢酶 (CAT)、过氧化物酶 (POD)活性、过氧化氢 (H2 O2 )和毒素 ( β N oxalyl α ,β diaminopropionicacid ,ODAP)的含量。结果表明 ,随着PEG处理时间的延长 ,POD和CAT活性降低 ,而H2 O2 和ODAP含量显著升高 ;在PEG处理液中加入二乙基二硫代氨基甲酸钠 (diethyldithiocarbamate ,DDC)和氨基三唑 (aminotriazole ,AT)后分别抑制和促进H2 O2 的产生 ,DDC可降低叶片中ODAP的含量 ,AT则使ODAP积累。由此我们推测 。

HPLC测定不同方法提取的山黧豆中β-ODAP

利用2,4-二硝基氟苯(FDNB)为柱前衍生试剂,建立了测定山黧豆中毒素β-Ν-草酰基-α,β-二氨基丙酸(简称β-ODAP)及其无毒性的异构体α-N-草酰基α,β-二氨基丙酸(简称α-ODAP)的恒组分洗脱高效液相色谱方法。并优化了流动相的pH、乙腈含量以及柱温。得出最佳色谱条件为:C18,250 mm×46 mm,5μm;流动相∶乙腈/溶液A(17∶83,体积比;溶液A的配比是K2HPO4:二甲基甲酰胺:水为0.03 mol∶10 mL∶990 mL,并用冰醋酸调pH为5.5);流速1.0 mL/min;检测波长360 nm;柱温28℃。利用该方法比较了水提取法、30%乙醇提取法及0.2 mol/L高氯酸提取法的优缺点。结果发现:水提取法和0.2 mol/L高氯酸提取法效果相当,水提取法和30%乙醇提取法均耗时长,需要24 h,而耗时长会不可避免的导致β-ODAP向α-ODAP的转换,且30%乙醇提取法不如水提法和高氯酸提取法效果好。而0.2 mol/L高氯酸提取法耗时短,只需要在0℃～4℃下提取1 h。

山黧豆160年研究历程及进展

在全球范围内曾多次发生因过量食用山黧豆导致神经中毒事件,使得国内外对于山黧豆的种植和利用存在一定的误解和偏见,山黧豆的优良农艺价值和潜在功能食品利用价值也受到一定限制。但山黧豆适应性强、分布范围广,是全球气候变化条件下农业可持续发展和地力维持的优选作物,在食品安全、生态文明建设和乡村振兴新形势下,进一步研究和挖掘利用这一古老的优良作物具有重要的战略意义。山黧豆相关研究报道可追溯到1861年,距今已有160年的历史。在同行学者的不懈努力下,山黧豆基础研究及种质资源利用等方面均取得了显著的阶段性成果。该文系统回顾了山黧豆研究160年以来的发展历程,依托历史文献进行了梳理和分析。首先,基于山黧豆神经活性物质β-ODAP的分离和鉴定、神经山黧豆中毒机制的探索、β-ODAP生物合成途径解析等重要研究节点将整个山黧豆研究进程划分为山黧豆中毒因素的探索、神经山黧豆中毒机理解析和神经山黧豆中毒及β-ODAP生物学功能的再认识等三个阶段。其次,总结了山黧豆在毒理学研究、种质资源利用、品质改良基础研究等方面取得的重要进展。特别是以兰州大学为代表的中国学者在β-ODAP的分析检测、生物合成途径、山黧豆生理生态学研究及种质资源利用等方面进行了深入探讨,确立了中国在国际山黧豆研究中的主流地位。最后,针对目前山黧豆分子生物学基础研究相对滞后、种质资源缺乏系统利用等问题进行了展望,提出了未来的重点发展方向,为山黧豆种质资源的进一步深入挖掘和应用提供参考。

两步固态法发酵降解山黧豆毒素的研究

从保存的菌种中筛选到B_2和B_(13)2株菌,通过2步固态发酵,在山黧豆培养基中先接菌株B_2培养3d (37℃),灭菌后再接菌株B_(13),培养3d(37℃),灭菌后用0.2 mol/L的HClO_4在0～4℃提取1h,然后利用2,4-二硝基氟苯(FDNB)为柱前衍生试剂,通过高效液相色谱(HPLC),检测了对照和处理中α,β-草酰氨基丙氨酸(ODAP)的含量及降解率。结果发现,对照中β-ODAP和α-ODAP平均含量分别为1.146 mg/g和0.653 mg/g,处理中β-ODAP和α-ODAP的平均含量分别为0.203 mg/g和0.0909 mg/g,处理中的β-ODAP和α-ODAP比对照中的β-ODAP和α-ODAP的平均含量降低了82.2%和86%,而且发酵后处理的蛋白含量明显高于对照。

山黧豆毒素β-ODAP的生态学功能及应用

山黧豆是一种具有广谱抗逆性且营养丰富的豆科作物,但其含有β-N-草酰-L-α,β-二氨基丙氨酸(β-N-oxalyl-L-α,β-diaminopropionic acid,β-ODAP)神经毒素,人畜长期大量食用会导致神经性中毒,因此限制了山黧豆种质资源的利用.本文综述了干旱胁迫下山黧豆毒素β-ODAP对植株渗透调节和生长调节的影响,以及β-ODAP的分析方法、毒理机理和实用价值方面的研究进展,并对低毒和无毒品种选育策略进行了总结.干旱胁迫下,山黧豆合成大量毒素β-ODAP,其含量随胁迫程度增强而逐渐升高.β-ODAP可为植株生长和种子发育提供氮源,并积极参与清除活性氧过程,作为小分子可溶性氨基酸参与渗透调节,作为锌离子转运体参与根瘤发育.而含硫氨基酸(甲硫氨酸和半胱氨酸)含量升高可使山黧豆毒性显著降低.近年来,在山黧豆种质资源收集、杂交育种,以及通过组织培养和基因操作等技术进行低毒或无毒山黧豆品种选育方面做了大量工作.β-ODAP可通过破坏细胞内Ca2+稳态和作为谷氨酸类似物引发兴奋性中毒,但在止血和抗肿瘤等方面有重要的药用价值.