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文章背景簡(jiǎn)介   

BACKGROUND INTRODUCTION

伏馬菌素 (Fumonisin, FB) 是一種霉菌毒素，是由串珠鐮刀菌 (Fusarium moniliforme Sheld)產(chǎn)生的水溶性代謝產(chǎn)物，是一類(lèi)由不同的多氫醇和丙三羧酸組成的結(jié)構(gòu)類(lèi)似的雙酯化合物。伏馬菌素對(duì)人、畜是促癌物也是致癌物。動(dòng)物試驗(yàn)和流行病學(xué)資料已表明，伏馬菌素主要損害肝腎功能，能引起馬腦白質(zhì)軟化癥和豬肺水腫等，并與食道癌有關(guān)。

伏馬毒素通常由一個(gè)線性的20碳聚酮骨架組成，其中包含兩個(gè)三羧基酯基團(tuán)和一個(gè)由l-丙氨酸縮合而成的伯胺。伏馬毒素B1（FB1）是毒性最大且研究最充分的同系物，另外的“B”系列伏馬毒素成員根據(jù)聚酮主鏈上羥基的存在和位置而發(fā)生化學(xué)變化。伏馬毒素是神經(jīng)酰胺合成酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，可引起鞘氨氨酸和鞘氨醇水平的改變，并具有顯著的下游毒性影響。FB1的伯胺部分對(duì)其在植物和動(dòng)物中的生物活性都是必需的。取代的伏馬毒素，如N-乙�；鵉B1、N-羧甲基FB1（NCFB1）或伏馬毒素P1，在體外對(duì)嚙齒動(dòng)物基本無(wú)毒。FB1的化學(xué)脫氨基作用降低了其對(duì)水螅毒素的毒性。通過(guò)在浮萍生物測(cè)定中比較胺化和非胺化伏馬毒素，進(jìn)一步證明了胺的重要性。

對(duì)伏馬毒素進(jìn)行酶修飾是減輕其毒性的一種方法，此前人們已經(jīng)從分解代謝伏馬毒素的微生物中鑒定發(fā)現(xiàn)了伏馬毒素降解酶先前，但未從在合成伏馬毒素的物種中鑒定發(fā)現(xiàn)。細(xì)菌鞘氨醇單胞菌ATCC 5555219和鞘氨醇葡菌MTA 14420均含有負(fù)責(zé)逐步降解伏馬毒素的保守基因簇。在這個(gè)簇中兩個(gè)基因產(chǎn)物羧酸酯酶（FumD）和轉(zhuǎn)氨酶（FumI），分別去除伏馬毒素三羧酸酯側(cè)鏈和胺官能團(tuán)。在通過(guò)FumI進(jìn)行脫酯化之前，需要通過(guò)FumD進(jìn)行完全脫酯化。羧酸酯酶FumD以FUMzyme的形式在市場(chǎng)上可買(mǎi)到，并作為飼料添加劑出售，以實(shí)現(xiàn)胃腸道去酯化。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是需要昂貴的輔因子（磷酸吡哆醛）和輔底物（丙酮酸）來(lái)維持FumI的活性。黑酵母Exophialaspinifera也能夠代謝伏馬毒素作為能量來(lái)源。

目前已經(jīng)從利用伏馬毒素作為能量來(lái)源的微生物中鑒定出能夠分解伏馬毒素的酶。然而，由生物合成毒素的物種產(chǎn)生的伏馬毒素降解酶尚未被報(bào)道。為了進(jìn)一步挖掘降解伏馬毒素的優(yōu)良酶分子，加拿大農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)食品部的Christopher P Garnham等人開(kāi)展了相關(guān)研究，并于2020年11月在《Agricultural and Food Chemistry》（IF=6.1，Q1）雜志上發(fā)表了題為“Identification and Characterization of an Aspergillus niger Amine Oxidase that Detoxifies Intact Fumonisins”的文章。

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所用到的主要方法

METHODS   

1、LC-MS檢測(cè)

2、伏馬毒素脫氨活性富集實(shí)驗(yàn)

3、分餾法鑒定胺氧化酶的nanoLC−MS/MS黑曲霉上清液

4、重組酶的構(gòu)建和純化

5、溫度敏感性試驗(yàn)

6、Amplex Red測(cè)定法測(cè)量AnFAO氧化脫氨基作用

7、PCR擴(kuò)增胺氧化酶的序列

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文章主要內(nèi)容摘要

ABSTRACT 

玉米在溫暖干燥條件下生長(zhǎng)時(shí)，受黃萎病鐮刀菌及其相關(guān)物種危害的伏馬毒素污染是一個(gè)主要問(wèn)題。食用受伏馬毒素污染的食品和飼料對(duì)人類(lèi)和牲畜都有害。減少或消除伏馬毒素毒性的新工具可能對(duì)農(nóng)業(yè)飼料部門(mén)處理這一問(wèn)題有用。

本文從產(chǎn)生伏馬毒素的黑曲霉中鑒定發(fā)現(xiàn)了一種新型胺氧化酶，并對(duì)其特征進(jìn)行了研究。作者在大腸桿菌中重組表達(dá)了這種黑曲霉酶，并證明了其具有對(duì)伏馬毒素進(jìn)行完整的氧化脫氨的能力，且這一作用不需要外源輔助因子，這種酶被稱(chēng)為AnFAO（黑曲霉胺氧化酶）。AnFAO是一種很有前途的工具，可用于修復(fù)伏馬毒素污染的飼料，包括用于玉米乙醇生產(chǎn)。

AnFAO相對(duì)容易生產(chǎn)和純化，加上它對(duì)完整伏馬毒素的脫氨活性，以及它不需要外源的輔因子和輔底物，使該酶成為一種理想的工具，用于凈化富含伏馬毒素的食品和飼料。AnFAO在不同溫度、pH值、NaCl和EtOH濃度下的廣泛活性范圍，并且缺乏對(duì)二價(jià)陽(yáng)離子的需求，進(jìn)一步增強(qiáng)了該酶用于解毒目的的適用性。黑曲霉是生產(chǎn)工業(yè)酶和有機(jī)化合物的常用宿主，使得在其原生宿主內(nèi)生產(chǎn)AnFAO在工業(yè)規(guī)模上是安全可行的。最后，通過(guò)多種過(guò)敏原預(yù)測(cè)算法分析，AnFAO也被預(yù)測(cè)為非致敏性，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了將該酶用作食品或飼料添加劑的潛在可行性。

簡(jiǎn)而言之，本研究的主要內(nèi)容有:

1、黑曲霉培養(yǎng)上清可提高伏馬毒素脫氨活性

2、胺氧化酶可使伏馬毒素脫氨基

3、AnFAO在廣泛的條件下對(duì)伏馬毒素進(jìn)行脫氨

4、重組AnFAO脫氨其他的長(zhǎng)鏈氨基多元醇

5、AnFAO證明了伏馬毒素脫氨活性的菌株依賴(lài)變異性

       原文標(biāo)題 : 黑曲霉胺氧化酶降解伏馬毒素的鑒定及性質(zhì)研究