三种主要真菌毒素及其毒素降解酶的研究进展

饲料生产贮藏时常被真菌毒素污染,主要包括黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、伏马毒素B1、赭曲霉毒素A和T-2毒素,真菌毒素会对畜禽造成严重的身体伤害甚至死亡,而真菌毒素的共存将导致更大程度的经济损失。真菌毒素的降解主要包括化学降解法、物理降解法和生物酶解法,而生物酶解法相比于另外两种方法更为环保、高效,因此备受关注。本文对毒性强、污染广的黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的危害机制、降解途径以及相关的真菌毒素降解酶进行详细分析及探讨。利用分子对接等手段揭示了毒素小分子在降解反应中与真菌毒素降解酶的相互作用,并筛选出了降解过程中的关键氨基酸。虽然酶解法在去除真菌毒素方面具有优势,但是由于成本高等原因目前应用仍然受限,急需进一步研究和开发。因此,优化酶解法的工艺和条件,以实现高效、经济地去除真菌毒素将成为未来研究重点。本研究为指导真菌毒素降解酶的设计和优化提供了重要参考。

枯草芽孢杆菌漆酶的理性设计及在霉菌毒素降解的应用

为解决目前制约食品等领域发展的霉菌毒素污染问题,选取了枯草芽孢杆菌来源的BsCotA漆酶并且通过理性设计提高酶活力、稳定性,从而实现对霉菌毒素降解效率的提高。利用理性设计改造BsCotA漆酶,获得了4个突变体漆酶,包括3个点突变体CotA^(A344K)、CotA^(A317T)、CotA^(T36Y),和突变整合体CotAgold,使用毕赤酵母进行异源表达,测定其酶学性质,并检测其对霉菌毒素的降解效率。基于蛋白质结构进行设计的3个单点突变,均从不同程度上提高了漆酶的稳定性。而将3个突变位点同时整合到1个漆酶突变体上时,3个突变位点间未发生显著拮抗作用,使得突变整合体CotAgold展示出最好的稳定性以及催化能力;CotAgold比酶活力为99.4 U/mg,相比BsCotA的比酶活力提高了10倍,对于ABTS的k_(cat)/K_(M)达到了7.12×10^(5)L/(mol·s),相比BsCotA提高了1.9倍;突变体CotAgold的最适反应pH值为4,最适反应温度均为70℃,与野生型BsCotA催化条件保持一致;CotAgold在pH 2~12,孵育30 min,剩余酶活力均在70%以上,相比野生型BsCotA在酸性条件下的稳定性有明显提高;CotAgold在40~90℃,孵育30 min,残留酶活力均在90%以上,相比野生型BsCotA在高温条件下的稳定性有明显提高;并在ABTS阳离子自由基作为介体的条件下,漆酶CotAgold能完全降解黄曲霉毒素B1和玉米赤霉烯酮;相比之下,野生型漆酶BsCotA的降解率仅为5%。通过蛋白质的理性设计得到了漆酶突变体CotAgold,表现出显著提高的pH稳定性以及热稳定性,蛋白表达量也有一定的提高,在霉菌毒素降解等领域具有良好的应用前景。

紫外联合冷等离子体对玉米真菌灭活及毒素降解效果初探

用紫外联合冷等离子体处理对黄曲霉(Aspergillus flavus)、谢瓦曲霉(Aspergillus chevalieri)孢子灭活效果、机制以及对黄曲霉毒素(AFs)、呕吐毒素(DON)降解效果进行探究,结果表明,紫外联合冷等离子体处理80s时使两种真菌孢子完全灭活,并对细胞膜及细胞核造成损伤,处理600s时可灭活70%以上玉米粒携带的两种真菌。降解真菌毒素方面,处理标准品600 s时DON和黄曲霉毒素B族降解率分别超过60%和50%,黄曲霉毒素G族降解率小于50%;玉米粒携带的两种毒素需要较长时间降解,处理20min时DON降解率为36.41%,但AFs降解率不超过30%。紫外联合冷等离子体处理在真菌孢子灭活及真菌毒素降解上有一定应用前景。

藻毒素降解酶A与微囊藻毒素作用条件的分析

化学生物学的一个重要内容是以生物体中的重要调控酶为靶酶,通过异源表达获得靶酶并研究其性质,实现靶酶的实际应用。以藻毒素降解酶A(MlrA)为中心,成功制备并表征目的蛋白,分析其纯度并探讨不同条件(底物浓度、温度、pH、金属离子)对MlrA降解微囊藻毒素(MCs)活性的影响。通过实验,学生掌握制备和表征目的蛋白的方法,掌握探究不同条件对酶活性影响的实验设计,熟悉重要仪器的使用,进而提高分析问题、解决问题的能力,将理论与实践相结合。在实验教学过程中引导学生思考科学研究对社会的价值和意义,体会科学道德和社会责任的重要性,认识作为科学研究者的社会责任和使命,进而培养并提升学生的科学探究意识和社会责任感。

霉菌毒素降解剂对断奶仔猪生长性能和免疫功能的影响

挑选50头35日龄体重相近的健康杜长大三元杂种断奶仔猪随机分为5组，空白对照组饲喂基础饲粮，阳性对照组在基础饲粮中添加黄曲霉毒素B1300 mg/t，3个试验组分别在阳性对照组饲粮中添加0.05%、0.10%和0.20%霉菌毒素降解剂，以平均日增重、平均日采食量、料重比、外周血淋巴细胞转化率、皮褶厚度增加值为指标，研究霉菌毒素降解剂对断奶仔猪生长性能和免疫功能的影响。结果显示，饲粮中添加0.10%～0.20%霉菌毒素降解剂能显著减弱黄曲霉毒素对仔猪生长性能的危害，提高断奶仔猪的平均日增重、采食量，降低料重比；显著提高仔猪外周血淋巴细胞转化率和植物血凝素刺激皮褶厚度增加值，消除霉菌毒素对仔猪免疫功能的抑制，恢复仔猪正常的免疫功能。

霉菌毒素降解剂对保育猪生长性能和抗氧化功能的影响

为研究含黄曲霉毒素饲料中添加霉菌毒素降解剂对保育猪生长性能和抗氧化功能的影响,选取50头42日龄健康保育猪,随机分为5组,每组10头;空白对照组饲喂基础饲粮,阳性对照组在基础饲粮中添加400 mg/t黄曲霉毒素B1,3个试验组分别在阳性对照组饲粮中添加0.05%、0.10%和0.20%霉菌毒素降解剂,试验期21 d。结果表明,添加0.1%和0.2%霉菌毒素降解剂能够提高保育猪日增重、日采食量和饲料转化率,消除黄曲霉毒素对保育猪生长性能的危害;降低保育猪血清丙二醛(MDA)含量,提高血清超氧化物歧化酶(SOD)含量和总抗氧化能力(T-AOC),减轻黄曲霉毒素造成的氧化损伤。

复合益生菌和霉菌毒素降解酶对黄曲霉毒素B_(1)、玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的同步降解

面对多种霉菌毒素的危害,依据本实验室建立的黄曲霉毒素B1(AFB1)、玉米赤霉烯酮(ZEA)和呕吐毒素(DON)联合导致的细胞毒性模型,通过复合益生菌、霉菌毒素降解酶及其配伍来降解这三种霉菌毒素。本研究首先选用拉丁方试验设计获得枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌和丁酸梭菌的最佳组合,然后再与霉菌毒素降解酶配伍。结果表明:当枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌和丁酸梭菌的活菌数皆为1×10^(5) cfu/mL时,对AFB1、ZEA和DON的联合降解效果最好。高含量霉菌毒素组AFB1、ZEA和DON的降解率分别为40.55%、56.05%和47.22%(P<0.05),低含量霉菌毒素组AFB1、ZEA和DON的降解率分别为43.05%、38.26%和80.49%(P<0.05)。复合益生菌与霉菌毒素降解酶的配伍试验结果表明,在高剂量霉菌毒素的降解试验中,单一复合益生菌、单一霉菌毒素降解酶及两者的配比为30:1时,对三种霉菌毒素的总降解率最高,分别到达了190.08%、175.10%和184.44%,显著高于其他组(P<0.05);在低剂量霉菌毒素的降解试验中,单一霉菌毒素降解酶对三种霉菌毒素的总降解率最高,达到了219.23%(P<0.05);其次为单一复合益生菌及两者的配伍比例为30:1和3:2时,对三种霉菌毒素的总降解率较高,分别达到了178.07%、181.84%和170.33%,显著高于其他组(P<0.05)。综上所述,复合益生菌、霉菌毒素降解酶及其两者适宜配伍,可同步降解AFB1、ZEA和DON三种霉菌毒素,为多种霉菌毒素的同步降解奠定了基础。

溶藻细菌F8与藻毒素降解菌T1的原生质体融合研究

为制备出兼具溶藻及降解藻毒素(MC-LR)的双效工程菌,研究不同的亲本原生质体灭活方式、不同PEG浓度、pH以及作用的温度对原生质体融合的影响,探讨溶藻细菌F8与藻毒素降解菌T1菌株的原生质体融合的适宜条件。结果表明,对F8菌株的原生质体采用45℃热灭活、T1菌株的原生质体紫外灭活,采用pH为8.0的30%的PEG溶液,融合温度为30℃,原生质体融合率可达28.17%。

青贮用黄曲霉毒素降解菌株的产芽胞条件优化

[目的]利用正交试验设计对青贮用黄曲霉毒素降解菌株N-1a产芽胞条件进行优化。[方法]以菌株的菌体生物量和芽胞形成率作为考察指标,利用单因素试验和正交试验设计优化菌株N-1a的发酵用培养基组成和培养条件。[结果]优化后的N-1a最佳产芽胞培养基组成配比为:玉米粉2.0%,黄豆饼粉1.0%,MnSO_4·H_2O 0.10%,MgSO_4·5H_2O 0.01%;最佳产芽胞条件为:p H值为7.0,发酵时间48 h,接种量4%,装液量75 m L/250 m L培养基;在该条件下,N-1a的菌体生物量为6.08×10~8cfu/m L,芽胞形成率为81.25%。[结论]菌株N-1a的摇瓶产芽胞条件为其中试生产提供了实验依据。

计算机分子对接(MD)与分子动力学方法(ADMET)技术在模拟呕吐毒素降解中的应用

计算机分子对接是模拟受体和底物之间通过能量匹配和几何匹配而相互识别的过程。其被广泛运用于虚拟筛选活性物质以及初步判断分子活性和毒性等领域,并对我们进行实体分子活性毒性试验起到了重要的指导作用。分子动力学方法ADMET(吸收,分配,代谢,排泄和毒性)是当代药物设计和药物筛选中十分重要的方法。早期ADMET性质研究主要以人源性或人源化组织功能性蛋白质为"药靶",体外研究技术与计算机模拟等方法相结合,研究目标分子与体内生物物理和生物化学屏障因素间的相互作用。在本实验中我们利用计算机分子对接以ADMET分析软件,对脱氧雪腐镰刀菌烯醇(呕吐毒素)以及其降解产物进行计算机分子模拟分析,初步模拟呕吐毒素及其降解产物的毒性强弱,对呕吐毒素降解研究有重要的辅助作用。

日粮中添加霉菌毒素降解酶和解毒护肝素对母猪繁殖性能的影响试验

为评估霉菌毒素降解酶与解毒护肝素两种饲料添加剂对母猪繁殖性能的影响,选取120头胎次、体况相近,怀孕80 d的母猪,随机分成A、B两组,每组60头。A组在普通日粮基础上添加FSN(主要成分为霉菌毒素降解酶)1 000 g/t+FST(主要成分为解毒护肝素)250 g/t,B组饲喂普通日粮。试验猪按日常饲养方案饲养,试验期间采集统计母猪繁殖性能相关数据。结果表明:日粮中添加霉菌毒素降解酶和解毒护肝素,试验组健仔率比对照组高2.73%,但差异不显著;试验组的产程及仔猪初生重优于对照组,且差异显著(P<0.05);断奶仔猪均重方面,两组差异不显著(P>0.05);哺乳期母猪采食量方面,对照组优于试验组,但差异不明显;断配率方面,试验组比对照组高出16.14%,差异明显。

复合生物解毒剂在人工胃肠液中对黄曲霉毒素B_(1)降解率的影响

【目的】试验以人工胃肠液(artificial gastrointestinal fluid,AGIF)作为反应体系,研制高效的霉菌毒素生物解毒剂,以达到有效降解黄曲霉毒素B_(1)(aflatoxin B_(1),AFB_(1))的目的。【方法】首先考察4种益生菌在人工胃肠液中对AFB_(1)的降解率,然后使用响应面设计对4种益生菌组合进行优化,制备复合益生菌;其次,将复合益生菌与不同浓度的AFB_(1)降解酶进行复合,以筛选最佳复合生物解毒剂;最后评估复合生物解毒剂对AFB_(1)的降解效果。【结果】①枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casein)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)和产朊假丝酵母(Candida utilis)在人工胃肠液条件下对AFB_(1)降解率分别为20.59%、19.97%、28.75%和25.67%;②利用响应面设计对4种益生菌进行优化组合,结果表明4种益生菌配比为1.0×10^(5)、1.0×10^(5)、1.0×107和1.0×10^(5)CFU/mL时,AFB_(1)降解率达到最大,为41.5%,显著大于单一益生菌降解率(P<0.05);③复合益生菌与0.1%的霉菌毒素降解酶配伍合成的复合生物解毒剂,对AFB_(1)的降解率达到55.28%,显著高于益生菌或霉菌毒素降解酶单独使用的效果(P<0.05)。【结论】本试验中由益生菌与霉菌毒素降解酶组合形成的复合生物解毒剂可有效降解AFB_(1),可为饲料中AFB_(1)的生物解毒措施提供参考。

霉菌毒素脱毒降解酶对母猪生产性能的影响

试验旨在探讨霉菌毒素脱毒降解酶对母猪生产性能的影响。选取同一批次、遗传背景、妊娠胎次和预产期相近的妊娠母猪300头,随机分为2组,每组5个重复,每个重复30头母猪。对照组为基础日粮,试验组在基础日粮中添加0.1%霉菌毒素脱毒降解酶。试验期150 d。结果表明,与对照组相比,试验组母猪情期受胎率、配种分娩率、产仔数差异均不显著(P>0.05);试验组哺乳仔猪的出生均重、断奶窝重、断奶均重、窝增重及个体增长均显著提高(P<0.05)。研究表明,添加霉菌毒素降解酶能够改善繁殖母猪健康和泌乳水平,提高哺乳仔猪的生长性能。

饲料原料中呕吐毒素靶向降解的研究进展

呕吐毒素(Vomitoxin),也称脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON),是由镰刀菌产生的代谢产物,对食用受污染食品的人类和食用受污染的饲料的动物构成严重的健康风险。通常会引起腹泻、呕吐和人类和动物的胃肠道炎症。随着我国自然灾害的频繁爆发,呕吐毒素的污染也随之增加,所以控制呕吐毒素的污染已刻不容缓。本文表述了DON的化学性质、危害作用及生物脱毒方面的研究进展,为降解粮食和饲料中DON含量提供科学依据。

黄曲霉毒素降解酶对饲喂含AFB_1日粮肉仔鸡生长性能及肝生化指标的影响

试验通过测定AA肉仔鸡生长性能及肝脏相关酶活指标,评价黄曲霉毒素降解酶(ADTZ)对黄曲霉毒素B1(AFB1)的解毒效果。试验选取624只1日龄AA肉仔鸡,公、母各半,随机分为3个处理,每处理8个重复,分别饲喂基础日粮、基础日粮+0.1 mg/kg AFB1、基础日粮+0.1 mg/kg AFB1+0.3%ADTZ。试验全程42 d。结果表明:肉仔鸡长期摄入含0.1 mg/kg AFB1的日粮生长性能显著降低(P<0.05)。AFB1可导致肉仔鸡肝脏相关代谢酶活异常,且严重影响肝脏抗氧化指标。在含有0.1 mg/kg AFB1日粮中添加0.3%ADTZ后上述指标均基本恢复到正常水平,表明ADTZ可改善AFB1对肉仔鸡生长性能及肝脏酶活的影响,基本消除AFB1的毒性。

耐氧双歧杆菌对肠道菌群的拮抗作用及对肠毒素的降解作用

通过试管内混合培养和生物学试验对耐氧双歧杆菌与肠道致病菌的拮抗作用及对肠毒素的降解作用进行了研究。结果表明，耐氧双歧杆菌对产肠毒素大肠杆菌（ＥＴＥＣ）和葡萄球菌等具有较强的抑制作用；对肠毒素（ＬＴ＋ＳＴ+）有很强的降解力。

隐蔽型真菌毒素的形成及降解方法的研究进展

真菌毒素广泛分布于霉变的或受霉菌污染的粮食、谷物、饲料中,对人类和家畜健康造成严重威胁。植物和微生物可以降解真菌毒素为弱毒性的毒素,但是这种降解并不彻底,隐蔽型的真菌毒素依然存在于植物体内或环境中。本文主要从真菌毒素的分布及危害、植物生长和储存过程中降解真菌毒素的不完全性、微生物转化或降解真菌毒素形成"隐蔽型真菌毒素"、隐蔽型真菌毒素降解过程这四个方面进行论述,希望为今后真菌毒素的完全降解研究提供参考。

霉菌毒素降解酶对肉牛生长性能及毒素组织残留的影响

在肉牛霉变饲料中通过添加霉菌毒素降解酶,研究其对肉牛生产性能及毒素在肌肉和器官组织残留的影响。选取20头350 kg左右健康的西门塔尔杂交牛,随机分为二组:对照组,饲喂基础饲粮;试验组在基础饲粮基础上添加0.1%的霉菌毒素降解酶,试验期90 d。结果表明:各组间生长性能差异不显著(P>0.05),但试验组平均日增重比对照组增加了9.85%(P>0.05),料重比比对照组降低了7.60%(P>0.05);各组间血液和肝脏生化指标无显著差异(P>0.05);添加霉菌毒素降解酶显著降低了毒素在肝脏(P<0.01)和肾脏(P<0.05)中的残留。说明,肉牛霉变饲料中添加霉菌毒素降解酶可改善肉牛生产性能,降低毒素在组织中的残留。

农产品中真菌毒素γ辐照降解的研究进展

介绍了农产品中真菌毒素的危害性,综述了γ辐照对农产品中真菌毒素降解的研究进展。

霉菌毒素降解剂对育肥猪生长性能和抗氧化功能的影响

文章旨在研究含黄曲霉毒素饲料中添加霉菌毒素降解剂对生长育肥猪生长性能和抗氧化功能的影响。50头90日龄健康生长育肥猪随机分为5组,试验1组为对照组,饲喂正常饲料;试验2组为阳性对照组,饲料中添加400mg/t黄曲霉毒素B1;试验3～5组为试验组,在添加黄曲霉毒素饲料中分别添加0.05%、0.10%和0.20%的霉菌毒素降解剂。结果表明,添加0.1%～0.2%霉菌毒素降解剂能够提高生长育肥猪的日增重、采食量和料重比,消除黄曲霉毒素对生长育肥猪生产性能的危害;降低生长育肥猪血清丙二醛(MDA)的含量,提高血清超氧化物歧化酶(SOD)含量和总抗氧化能力(T-AOC),降低霉菌毒素造成的氧化损伤。