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球形棕囊藻溶血毒素及其生物合成机制的研究

彭喜春  
【摘要】:近年来,球形棕囊藻在我国频繁引发赤潮。球形棕囊藻引发的赤潮有时会产生溶血毒素。赤潮藻合成毒素可能是藻细胞个体生存受到限制时引发的一种化感行为。影响球形棕囊藻毒素生物合成的因素及其生物合成机制十分复杂。 为了提取球形棕囊藻合成的溶血毒素,本实验对球形棕囊藻破壁条件进行了优化,用超声波破壁时,超声波的功率和处理时间越长,破碎效果越好。考虑到超声波设备的使用寿命及破壁时产生的高温可能对溶血毒素活性的负面影响,球形棕囊藻细胞壁的超声波破碎最适条件为:功率600W,4℃下处理30min,对数生长期、平稳期和衰亡期藻细胞适宜处理量分别为每次3000、2000、1000mL。 实验室培养的球形棕囊藻合成的毒素与野生球形棕囊藻的毒素的活性相似,其活性约为21HU/L。用薄层色谱对该溶血毒素的组分进行分析发现实验室培养的球形棕囊藻合成的毒素与野生球形棕囊藻的毒素组分稍有差别,实验室培养的球形棕囊藻合成的毒素至少含有4种糖脂类物质。 球形棕囊藻溶血毒素对血红细胞的的破坏作用是首先作用于其细胞膜,毒素的疏水基团与血红细胞膜表面的膜脂连接,产生脂溶效应使细胞膜破坏。在不同的温度、H~+浓度和二价阳离子条件下,球形棕囊藻溶血毒素溶血活性不同。温度越高,其活性越强,37℃为最适反应温度;而环境pH值条件下(pH=7)时,球形棕囊藻溶血毒素的活性最强;二价阳离子中,Hg~(2+)对溶血毒素溶血活性的抑制作用最强,Mn~(2+),Ca~(2+),Co~(2+)和Zn~(2+)产生的影响较小。当Hg~(2+)存在时该毒素甚至不能产生溶血活性。EDTA能完全消除Hg~(2+)的溶血抑制作用。Hg~(2+)及其它二价阳离子的抑制作用的产生可能是它们关闭了溶血反应通道;膜脂的存在其溶血活性也发生改变,其中卵磷脂、鞘磷脂、神经节苷脂和胆固醇等对溶血活性均可产生显著的抑制作用,其中以鞘磷脂的抑制作用最大;磷脂酸对该溶血毒素的溶血反应几乎没有抑制作用。不同膜脂的抑制作用显示毒素在细胞膜上可能没有特异的膜受体。 球形棕囊藻溶血毒素对东海原甲藻、海洋褐孢藻、卵状褐孢藻及卤虫的生长具有一定的抑制和(或)杀灭作用;共培养时,球形棕囊藻对其它


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