植物重金属结合体的研究现况

随着科技的发展,农业生产大量使用各种各样的除真菌剂、除害虫剂和消毒剂。另外,工业生产所排放的废水、废气均对整个生态环境造成不同程度的污染,其中尤以重金属的污染为甚。过量的重金属离子如锌、铜、镉等对生物体具有毒性,它们甚至能通过食物链进入人体而引起多种疾病。在高等植物中,重金属的毒性主要表现在以下几个方面:(1)抑制植物水分的吸收和运输;(2)抑制光合作用;(3)抑制呼吸作用;(4)抑制其它新陈代谢。这些抑制作用,最终导致植物萎黄、褪色、枯死。

基于展示技术的Cd^(2+)结合肽筛选与酵母重金属吸附研究

利用Cd2+螯合树脂,对噬菌体随机十二肽库进行Cd2+结合肽筛选,并将亲和力较强的结合肽展示在酵母EBY100表面,以期得到耐受和吸附能力具佳的工程菌,为重金属的生物修复提供新的思路。通过筛选共得到6条不同的Cd2+结合肽,其中有2条对Cd2+亲和力较强,将其串联展示于酵母细胞表面。与对照菌相比,酵母工程菌对Cd2+、Ni 2+的吸附率显著提高。酵母工程菌对Cd2+的吸附率随诱导时间的增加而增加,诱导24h时最高,达30.4%,此时酵母工程菌对Ni 2+的吸附率达到32.9%。

天然水环境中的溶解有机物及其光化学降解对重金属生物可利用性的影响

溶解有机物(DOM)在控制水生生态系统的化学、生物和物理特性中起着重要的作用。DOM不仅能够结合黏土颗粒,而且也能结合对环境和生物有重要影响的Hg,Cu,Pb,Cd,Ni等重金属和有机污染物,从而改变这些物质的迁移、生物可利用性和毒性。本文综述了天然水环境中DOM与重金属的相互作用和对其生物可利用性的影响,并对影响DOM光化学降解的因素及其对重金属生物可利用性的影响做了总结。已有的研究表明:DOM的结构、分子量、浓度、重金属种类、水环境条件等均会影响到DOM与重金属污染物的相互作用;光化学降解会显著改变DOM与重金属的相互作用,从而使其生物可利用性发生变化。

水稻籽实中蛋白质-Cd、Pb结合体及其稳定性

通过凝胶层析方法 ,对水稻籽实中的蛋白质 Cd、Pb结合形态特征及其稳定性进行了研究 .结果表明 :水稻籽实Tris HCl提取液经SephadexG 75分离 ,洗脱液得到 3个紫外吸收峰 ,在第 1、3峰处出现了Cd、Pb浓度峰 ,其蛋白质 Cd、Pb结合体的表观分子量为 5 4.5KD和 5 .5KD .在蒸煮加热处理后 ,水稻籽实中蛋白质 Cd、Pb结合体发生变性 ,使分子量为 5 4.5KD的蛋白质 Cd、Pb结合体完全破坏 ,分子量为 5 .5KD的结合体也部分地被破坏 ,与蛋白质结合的Cd、Pb被释放出来 .胃蛋白酶和胰蛋白酶消化处理后 ,也能够破坏蛋白质 Cd、Pb结合体的形态 ,洗脱液中Cd、Pb的浓度分布也发生了变化 ,在第 1、3紫外吸收峰处的Cd、Pb浓度也明显降低 .另外 ,在第 3峰以后的洗脱液中也检测到Cd。

大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ结合重金属的特性及功能影响

【背景】大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ(Escherichia coli topoisomerase I,E.coli TopA)在DNA复制、转录、重组和基因表达调控等过程发挥关键作用。研究表明E.coli TopA只有结合锌离子才具有活性,然而E.coli TopA能否结合其他金属离子尤其是重金属离子,以及结合其他金属后是否具有活性,目前仍不清楚。【目的】探究大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ是否结合环境中常见重金属离子,研究重金属离子结合E.coli TopA蛋白后对其活性的影响。【方法】在分别添加有锌、钴、镍、镉、铁、汞、砷、铬、铅、铜离子的M9基础培养中表达、纯化出E.coli TopA蛋白,并对纯化得到的蛋白用电感耦合等离子体质谱仪进行相应金属离子含量的测定;利用表达E.coli TopA锌指结构的突变体蛋白鉴定重金属离子的结合位点;通过体外超螺旋DNA松弛实验测定不同金属结合E.coli TopA的拓扑异构酶活性;通过测定蛋白内源性荧光推测不同金属结合E.coli TopA的空间构象差异。【结果】E.coli TopA在体内除了能结合锌和铁之外,还能够结合钴、镍、镉3种离子,但是不能结合汞、砷、铬、铅、铜离子。钴、镍、镉结合形式的E.coli TopA,每个蛋白分子最多可以结合3个相应的金属离子,他们与TopA蛋白的结合位点也是位于3个锌指结构域,而且每个锌指结构域结合1个金属离子。此外,E.coli TopA结合钴、镍、镉离子后,其DNA拓扑异构酶活性并未受到影响,可能是由于钴、镍、镉离子结合形式的E.coli TopA蛋白,其空间构象与锌结合形式相比并未发生显著变化。【结论】由于DNA拓扑异构酶在维持细胞正常生理功能中发挥关键作用,研究表明E.coli TopA的功能不会受到常见重金属的干扰(不结合或者结合后活性无影响),这也有可能是大肠杆菌在进化过程中产生的对抗环境中重金属离子毒害作用的一种自我保护和耐受机制,具有重要的生理意义。

藻类与高等植物中植物螯合肽(PCs)的研究进展

植物螯合肽(PCs)是重金属螯合肽,对高等植物、真菌、微藻中有毒重金属的解毒起着重要作用。介绍了PCs生物合成和功能的最新研究进展。

融和蛋白GST-SUMO-MT在大肠杆菌中的表达、纯化及其活性研究

将编码融合蛋白GST-SUMO-MT的DNA片段连接到大肠杆菌表达载体pET-28a中,构建重组表达质粒pET-GS-MT并转化到大肠杆菌Origami(DE3)中。20℃,1mmol/L的IPTG诱导20h后,获得分子量约为43kDa的融合蛋白,表达量占菌体上清总蛋白的38.4%。利用谷胱甘肽交联琼脂糖(glutathionesepharose4B)凝胶柱和SephardexG-25分子筛联用可以得到纯度为95%以上的融合蛋白,得率约为70mg/L。该融合蛋白可与GST抗体产生阳性反应。融合蛋白GST-SUMO-MT可以显著提高宿主对Cd2+、Zn2+和Cu2+离子聚积的能力,其耐受能力比对照组分别提高4.2倍、4倍及1.6倍。此外,原子吸收光谱法测定,每分子GST-SUMO-MT可以结合2～3个Cd2+离子。