外源性胺基酸在微囊藻毒素生物合成中的作用

《外源性胺基酸在微囊藻毒素生物合成中的作用》是依託復旦大學，由代瑞華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：外源性胺基酸在微囊藻毒素生物合成中的作用
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：代瑞華

項目摘要

富營養化水體中毒藻及藻毒素的產生和存在已嚴重影響了水質安全，如何控制藻毒素的產生及保障飲用水安全是當前國際上環境科學的重點前沿研究之一。但是目前為止，產毒藻產毒機制以及藻毒素合成等基礎科學問題尚不明確，從而制約相應控制技術的發展。微囊藻毒素分子是由7個胺基酸殘基組成的多肽，並且胺基酸在藻類的代謝中有至關重要的作用，所以探索水體中胺基酸與藻毒素產生之間的深層關係，對揭示藻毒素的產生機制和控制藻毒素產生具有重要的學術價值和現實意義。本項目通過室內模擬實驗，利用同位素示蹤技術，從富營養化水體中氮在微囊藻毒素生物合成過程中的作用出發，研究外源性胺基酸-微囊藻毒素之間的內在深層關係，明確不同胺基酸對微囊藻毒素合成的影響及微囊藻毒素分子中主要元素的物質來源，探索微囊藻毒素合成的可能的前軀體及合成路徑，揭示胺基酸影響微囊藻毒素生成的機制，為毒藻和藻毒素的控制及治理提供科學基礎。

結題摘要

富營養化水體中毒藻及藻毒素的產生和存在已嚴重影響了水質安全，如何控制藻毒素的產生及保障飲用水安全是當前國際上環境科學的重點前沿研究之一。該課題從氮與藻毒素之間的關係出發，以硝酸鈉，氯化銨，丙氨酸，甘氨酸，精氨酸和尿素為氮源，在分析微囊藻生長量、產毒量和基質利用情況的基礎上，利用15N同位素示蹤技術，結合LC-MS-MS方法，深入研究氮與MCs形成之間的關係。綜合實驗結果分析可以得出，丙氨酸比氯化銨更利於銅綠微囊藻吸收利用，更能促進微囊藻生長，但相同濃度的氯化銨更能促進微囊藻的胞內單位產毒量。除硝態氮以外，其他幾種形態的氮都能夠被微囊藻利用合成到MCLR分子中，不同形態的氮在MCLR分子中的結合位點也不一樣，銨態氮初期會優先結合到Arg基團中，而丙氨酸態氮則會結合到Masp基團中；而隨著時間的推移，當結合1個15N 原子時，銨態氮結合位點仍為Arg，而丙氨酸態氮N更易結合到藻毒素分子中，並以5個15N原子被結合的機率最大，這5個N原子能分別結合到Adda ，Arg，Masp，Mdha和Ala五個基團中。而甘氨酸，精氨酸和尿素態氮到第6天就能迅速被微囊藻吸收合成到MCLR中形成分子量以1003的分布，當結合9個15N原子時，甘氨酸和精氨酸態氮除了Glu殘基以外，其他殘基位點均可結合，而尿素態氮除了Arg中的一個位點外，其他殘基位點均可結合。