水体中微囊藻毒素的污染状况和毒效应及其检测方法(1)
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当前,水体富营养化已成为全球性的环境问题。联合国环境规划署发布的《全球环境展望2004年年度报告》(GEO-Year book of 2004)表明,在其所调查的66个水域中,有40%正遭受中、重程度富营养化的影响。
近年来,我国各类水体都存在不同程度的富营养化问题,湖泊水库表现得尤为明显。据1999年对全国130余个湖泊的调查资料显示,高营养化湖泊占调查总数的43.5%,中营养化湖泊占调查总数的45.0%;在我国东南部经济发达地区的湖泊富营养化常伴随着藻类的疯长,而分布在城市和近郊的一些湖泊甚至达到了超营养化状态。
在富营养化的水体中,藻类异常繁殖,形成水华。蓝藻水华是最常见的淡水水华,它们大多数是有毒的。而微囊藻毒素是一种在蓝藻水华污染中出现频率最高,产量最大和造成危害最为严重的藻毒素。微囊藻毒素是强的致肝癌物质,长期接触可引起肝癌。流行病学调查显示,在我国东南沿海一些地区如江苏启东、海门和广西绥远地区的原发性肝癌与饮用水源中微囊藻毒素的高本底含量密切相关。微囊藻毒素与人类健康的关系问题已成为生命科学界、医学界和社会公众广泛关注的热点之一。为了减少微囊藻毒素对人类健康的影响,深入研究微囊藻毒素的结构特性,了解其在水体和水生生物中的污染状况以及毒效应是非常必要的。
1 微囊藻毒素的结构与理化性质
在水华蓝藻产生的毒素中,以铜绿微囊藻、鱼腥藻和颤藻等所产生的微囊藻毒素最为普遍。微囊藻毒素(microcystin-MCYST,MC)是一类具有生物活性的环状七肽化合物,由七个氨基酸构成的环状肽链分子(D-Ala-X-D-MeAsp-Z-Add-D-Glu—Mdha/Dha),其结构式如图1。
图1 微囊藻毒素的结构式
其分子上1位是Ala-右旋-丙氨酸;2,4位上的X和Z分别代表不同的氨基酸;3位上是MeAsp-D-赤-β-甲基天冬氨酸;5位上是 (2S,3S,8S,9S)-3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-3甲基-10-苯基-4,6-二烯酸,简称Adda;6位上是Glu-异谷氨酸;7位上是Mdha-N-甲基脱氢丙氨酸或Dha-脱氢丙氨酸。其中Adda是一种特殊的含20个碳原子的氨基酸,是微囊藻毒素生物活性表达所必需的基团 ......
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