[发明专利]一种谷胱甘肽-S转移酶(GST)蛋白在降解多种农药中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种GST蛋白在降解多种农药中的应用。 

背景技术

化学农药是农业不可缺少的生产资料，每年有数以百万吨的农药应用到农田中，然而仅有小于5％农药真正能到达靶标生物，剩余的大部分则沉积到农田和非靶标生物当中。有相当一部分的农药具有难降解、容易在环境中累积的特点，在斯德哥尔摩公约中提到的15中持久性有机污染物(Pops)中，有9种为农药。农田农药污染物的存在直接影响到农牧业生产。同时，农药会随着粮食、蔬菜、水果中的残留进入人体进而影响人类的身体健康。近年来随着人民生活水平的提高，如何有效地降解农田环境中农药残留物，减少其对环境的负面影响，成为重要课题。其中生物修复对于清除农药的残留和污染起着重要的作用。生物修复是通过活的生物来降解和转化有毒的有机污染物。生物对有机污染物的降解过程都是在生物催化剂酶的参加、催化和调控下进行的。所有的生物都具有生物转化酶和解毒酶，这些酶系在生物体的生命活动中起重要作用。在农药化学品对生物产生影响的过程当中，解毒酶系对于生物体减少外来有毒物质的影响是非常重要的，可将有毒的、脂溶性的有机及外来物质转化成低毒、水溶性的易被生物排泄的代谢产物。 

微生物繁殖迅速、利于培养、可以在逆境中生存并进行代谢，早已成为环境污染生物修复的主力军，对多种农药亦有降解作用。展开其相关酶系的研究，建立工业化的微生物降解技术具有极大的应用前景。在对微生物的相关酶系的研究中，谷胱甘肽S转移酶(GST)是重要的二相解毒酶。二相解毒酶即催化还原型谷胱甘肽(GSH)、UDP-葡萄糖醛酸或氨基乙酸与活性外源毒性物质相结合，使其变为水溶性较高的内源性物质，以便机体将其进一步降解或排出体外。 

在公开号为CN101948817的专利申请中，申请人从农药厂周边土壤中筛选得到了一株可高效降解乙酰甲胺磷农药的细菌，经16S RNA鉴定为Stenotrophomonas sp.。该菌株已于2010年9月保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏号CGMCC No：4152。依据常规分子生物学试验方法，从菌株中提取基因组后，以下述引物： 

SPGST1 UP：TCGCGGATCCAATGCTGGAACTGTACGGAAAG； 

SPGST1 DN：TCGCCTCGAGCTATCAGGCCACGCCGTTGTCGAC 

进行PCR扩增，得到605bp大小的核酸片段，将其转入pet28a载体中，转入大肠杆菌中表达，得到了一个约28KDa大小的蛋白，该蛋白尾部因为pet28a载体的编码，带着一个6个精氨酸组成的亲和尾巴，因此可以由Ni-NTA亲和柱纯化，并由高浓度咪唑洗脱下来。该GST蛋白 属于GST超家族，是参与多种解毒机制的二项解毒酶。在本发明中，将克隆表达得到的GST蛋白用于对多种农药的降解作用，研究其对广谱性农药的作用机理。 

发明内容

本发明的目的是提供一种GST蛋白用于多种农药降解的应用。 

为实现本发明的目的，本发明的GST蛋白具有如下的氨基酸序列： 

MLELYGKPTSINVRKVLWLCAGLDLPLHHEPAPPADLLATLNPNRQVPVLRDGEFVLWESNSICRYLASRAGRDDLLPRAAQDRARVEQWMDWQASDLNSAWRHVFMARVRQHPDYPDDARAEASLAQWNRLMGVLDAQLAAGGYAAGSTFTLADIVLGLSTQRWRSTPGHTPALAHGGAWFERLRQQPGFAEHVDNGVSD 

本发明提供该GST蛋白对多种农药的降解作用应用，其中所述农药是S-氰戊菊酯、甲基硫菌灵、毒死蜱、马拉硫磷、辛硫酸、吡虫啉、二甲戊灵、苯磺隆、高效氯氰菊酯、乙草胺、戊唑醇之一。 

本发明还提供上述GST蛋白对多种农药降解作用的应用，其检测方法为HPLC法，检测条件为流速1ml/分钟，检测波长215～295nm，依据不同农药的紫外吸收光谱不同，检测时的检测波长应进行适应性调整。 

农药降解率按下式计算： 

w＝(1-m/m0)×100％ 

w-降解率。 

m0-对照组中的农药峰面积。 

m-酶反应组中的农药峰面积。 

附图说明

图1为PCR扩增605bp大小的GST片段 

图2为将GST目的片段插入载体pet28a中结构示意图