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本文探索了从大型溞体内提取和纯化ChE的适宜条件,在此基础上按此对酶进行了分离提纯,得到了基本达电泳纯的大型溞ChE,进而对其性质进行了初步的了解,检测了ChE的底物特异性以及抗抑制性。通过将纯化的大型溞ChE免疫小鼠,得到了较高效价的小鼠多克隆抗血清,从而建立了能够定量测定大型溞体内微量的ChE-IR的间接非竞争ELISA法,并利用所建立的方法进行了一些活体测定。主要研究成果如下:
通过提取和纯化大型溞ChE的适宜条件的摸索,确定了大型溞ChE粗提取纯化的最佳条件组合是:pH7.5、0.25%(V/V)Triton X-100、60%~100%硫酸铵沉淀;经过超声破碎、Triton X-100提取、硫酸铵盐析和DEAE-Sephrose-Fast-Flow阴离子柱层析,一种纯度已达电泳纯的ChE被成功从大型溞体内分离出来。以粗提物为起点,该纯化过程对酶的纯化倍数和纯化回收率分别为62倍和19%,大约有400ug左右的比活力为330.8U/mg protein的ChE被从4g左右的大型溞体内纯化出来。该酶的分子量经测定为84KDa。底物特异性研究表明,此酶既能水解ATCh,也能水解BTCh,以ATCh和BTCh为底物,Km和Vmax分别为0.1498mmol/L、0.1098U/mL和0.2878mmol/L、0.1348U/mL,对ATCh大于BTCh;并且出现高浓度底物抑制现象。抗抑制性试验表明,被提纯的ChE对iso-OMPA的敏感性明显高于BW284C51。以上种种结果表明所纯化出的ChE为非典型的丁酰胆碱酯酶(PChE)。
本论文第一次证实大型溞体内含有不止一种形式的胆碱酯酶,其中0~45%饱和度硫酸铵沉淀组分中主要含有AChE形式的胆碱酯酶;而60%~100%饱和度硫酸铵沉淀组分中主要含有PChE形式的胆碱酯酶。
用纯化的大型溞ChE免疫BALB/c小鼠后,得到效价达1:8000的多克隆抗血清,抗原抗体最适工作浓度测定结果显示最适抗原浓度为6ug/mL,抗血清最适稀释倍数是1:8000;建立了测定大型溞ChE-IR的标准曲线:Y=a(1-e-bx),其中a=1.6469638,b=0.13443779,相关系数r=0.99444916,标准误差S=0.07151367;建立的间接非竞争ELISA方法在不同蛋白浓度的批内、批间和整体的变异系数均小于10%,灵敏度为0.24ng/mL,回收率介于92.9~102%之间,达到了ELISA质量控制要求。本实验获得的抗血清与非胆碱酯酶类的Marker和其他生物(摇蚊、斑马鱼、家蚕、蜜蜂、蚯蚓、非洲爪蟾蝌蚪等)的ChE交叉反应率低。在抗原特异性方面,本实验证明大型溞体内ChE不与多肽合成的N端和C端兔Anti-BChE抗体反应。可见测定大型溞体内ChE的间接非竞争ELISA方法特异性高,本研究的意义在此得到体现。
利用间接非竞争ELISA方法的活体测定中,样品25℃放置一周,酶活性失活显著,随着酶活性的失活,总蛋白含量和ChE-IR也呈下降趋势,但是ChE-IR下降趋势较为缓慢,可见ChE-IR是一个比较稳定的测试指标;通过测定10℃和25℃下培养的大型溞体内的ChE-IR以及酶活性,可以明显的看出10℃培养的大型溞体内ChE-IR明显提高,比25℃高将近10倍,经过LSD显著性分析,5%水平上具有显著性差异。可见低温对大型溞体内ChE产生了诱导。对ChE合成的刺激应该是生物体对有机磷和低温胁迫的一种适应机制;毒性试验表明,三唑磷和氰戊菊酯对大型溞急性毒性48-LC50值分别为0.00174mg/L和0.000900mg/L。在0.00033mg/L(大约为48-LC50值的1/5)三唑磷的胁迫下,大型溞体内ChE-IR受诱导现象比较明显,第6d诱导率为72.4%,与CK和其它两个处理(0.001mg/L和0.002mg/L)差异显著。非ChE抑制剂的氰戊菊酯在所测浓度(0.000014mg/L、0.0000187mg/L、0.00002mg/L)范围内,对大型溞体内ChE-IR均无明显诱导。并且得出以酶蛋白含量衡量酶活性是符合生物规律并且比较准确的生物学指标。