蓝藻污染水体中微囊藻毒素酶的筛选与研究

蓝藻水华污染事件近年来在我国各地频繁发生，对自然环境造成严重破坏并直接威胁到人类饮水安全。蓝藻污染水体中对水生动植物和人类威胁最严重的是一类环状七肽，即微囊藻毒素（microcystin, MC），其性质非常稳定，难以通过常规方法去除。自然水体中广泛存在着种类众多的MC降解菌，可开发利用于治理蓝藻水体污染。MC降解菌分解MC的第一步反应通常由微囊藻毒素酶（microcystinase）催化MC环肽开环成为线状MC，此步反应可降低MC毒性约160倍。直接引入MC降解菌应用于污染水体的应用方式很可能破坏物种生态平衡，其短期效益和长期影响尚需仔细权衡利弊；相比之下利用相关菌株中的微囊藻毒素酶来净化污染水体不失为一种更安全有效的选择。本项目研究拟鉴定数种土著MC降解菌，对各菌株中的微囊藻毒素酶进行分子鉴定并于分子水平横向比较其降解效率，为将其应用于蓝藻污染治理奠定基础。

蓝藻水华污染事件近年来在我国各地频繁发生，对自然环境造成严重破坏并直接威胁到人类饮水安全。蓝藻污染水体中对水生动植物和人类威胁最严重的是一类环状七肽，即微囊藻毒素（microcystin, MC）。微囊藻毒素是目前已知最强的促癌剂之一，其化学性质非常稳定，难以通过常规方法去除。国内外的众多研究已经发现多种可生物降解微囊藻毒素的微生物，但迄今为止仅对隶属于鞘氨醇单胞菌类的微囊藻毒素降解菌，已详细了解其参与微囊藻毒素降解的酶和基因（mlrA，mlrB，mlrC，mlrD）以及各酶在微囊藻毒素降解过程中的主要作用，而对其他降解菌的生物降解过程则知之甚少。本项目自蓝藻污染水体底泥中筛选得到了有别于鞘氨醇单胞菌的兼性厌氧菌，尝试了多种方法试图分离其所含的相关降解酶，并对初步纯化的降解酶进行了初步的分析。虽然未能得到足够纯度的酶以成功鉴定其分子结构，但通过这些研究已基本了解这些菌株中微囊藻毒素酶的表达分泌特性和一些有趣的降解特征，为进一步阐明这些厌氧降解菌的降解机制奠定了基础。