胆碱酯酶(cholinestease,ChE)是生物体内一类重要的水解酶，一般可分为乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)和丁酰胆碱酯酶(butyrycholnesterase,BChE)。乙酰胆碱酯酶是动物神经系统中最重要的递质水解酶，其主要功能是将传导神经兴奋的乙酰胆碱迅速水解为乙酸和胆碱，神经系统得以进行正常的生理功能。
乙酰胆碱酯酶的催化活性可被有机磷或氨基甲酸酯类农药所抑制。主要是它们能够快速不可逆地与乙酰胆碱酯酶的活性部位结合，使其失活，导致昆虫中毒，起到杀虫的效果。
提取研究
通过离心、硫酸铵分级沉淀、DEAE-Sepharose和Superdex-200层析等步骤,从猪脑中获得电泳纯乙酰胆碱酯酶,该酶比活力和纯化倍数分别为2.05U/mg和26.97,酶活回收率为11.95％;该酶分子质量为257.30kD,亚基为66.94kD;以碘化硫代乙酰胆碱为底物时,酶的最适反应温度为37℃,最适pH值为7.4,且在40℃以下,pH6.0～8.0有较好的稳定性;最适底物浓度为4.0mmol/L,Km为0.94mmol/L。Ba2+和Zn2+对该酶有强烈的抑制作用,而低浓度Mg2+对该酶有激活作用[1]。
乙酰胆碱酯酶(AChE)是有机磷农药残留检测的靶标酶,选取洋虫作为酶源,对AChE的提取方法进行优化。采用Sephadex G-200凝胶过滤层析对洋虫头胸部组织中的AChE粗酶液进行纯化,并对纯化前后的酶学性质进行研究。通过酶抑制法测定敌敌畏对洋虫AChE的抑制作用。研究表明,最适提取工艺为pH7.5、2.0%Triton X-100、料液比1:5(g/mL)、提取时间10h,此条件下,乙酰胆碱酯酶纯化倍数为52.76,回收率为85.67%;采用SDS-PAGE法检测获得均一条带,且分子质量为78.6kD:在0.20～2μmol/L和3～10μmol/L的敌敌畏浓度区间内,农药浓度与抑制率呈现良好的线性关系,最低检出限达到(1.58±0.37)μg/L[2]。
应用
魏福祥等人研究一种快速简便测定蔬菜水果中有机磷农药残留的方法。利用乙酰胆碱酯酶生物传感器技术,以苹果、黄瓜为样品,采用标准加入法进行分析,测定蔬菜水果中有机磷农药残留。实验结果表明,该方法回收率在96.45%～100.12%,相对标准偏差为2.76%～3.09%,对马拉硫磷和甲基对硫磷的检出限分别为4.80×10-11、2.93×10-10mol/L[3]。
参考文献
[1] 王洁,李星,王红扬,等. 猪脑乙酰胆碱酯酶的分离纯化和性质研究[J]. 食品科学,2015,36(3):137-141. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201503026.
[2] 姜雪,迟德富,宇佳. 昆虫组织乙酰胆碱酯酶的提取纯化及性质[J]. 食品科学,2011,32(z2):30-34.
[3] 魏福祥,王振川,王金梅. 乙酰胆碱酯酶生物传感器法测定蔬菜水果中有机磷农药残留[J]. 食品科学,2007,28(2):229-231. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2007.02.057.