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海洋污染生化指标研究——金属硫蛋白酶免疫法研究 |
作者： 发布时间：2007-06-22 03:52:43 来源：国家海洋局第一海洋研究所
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一．背景和意义 自50年代日本发生由汞引起的水俣病及60年代由镉引起的骨痛病以来，重金属污染所造成的海洋生态环境破坏以及对人类构成的危险越来越引起国际上的重视。实验证明当海水中混合重金属浓度即使只有几至几十PPb，浮游生物的现存量和初级生产力就可明显下降，随着工业的发展，沿海港湾及河口地区重金属废物的排放日益增多，因而监测及检测重金属对海洋生态环境的影响具有特别重要意义。 海洋污染的生物学效应是国际上研究最多、发展最快的一个领域。本课题研究目的就是深入到亚细胞及分子水平，利用现代分子生物学、分子免疫学等高科技技术，直接了解污染物对海洋生物体内代谢的影响，并从分子水平上了解其变化，建立超微量的监测技术，以便在海洋生物尚未发生生理、病理和生态变化以前进行早期监测、评估。 早在1982年，联合国海洋污染专家小组在推荐的36种生物污染监测方法中，将金属硫蛋白检测重金属污染的方法作为高技术重点发展项目。 1992 年1月至1994年12月，国家自然科学基金资助此项研究（批准号：49176276）。由国家海洋局第三海洋研究所完成。发表文章四篇，国家自然科学基金资助项目总结报告1份。所有相应资料已归档。该研究成果参加1998年6月10～14日在香港城市大学举办的第二届海洋污染与海洋生态毒理学国际会议，受到同行专家的高度评价。酶标免疫法检测金属硫蛋白是一项对重金属污染具有特异性的指标，可用于监测、检测海洋环境重金属污染，为海洋生态环境的保护提供可靠的科学依据。二. 主要技术内容 筛选了对镉敏感的底栖鱼类,并确定了镉诱导鱼金属硫蛋白的最适诱导条件。 从镉诱导的鱼肝脏分离纯化金属硫蛋白并对某些性质（氨基酸组成、分子量、等电点等）进行研究。 纯化的金属硫蛋白对兔进行免疫，兔抗血清纯化后并标记辣根过氧化酶，ELISA法测定金属硫蛋白。 金属硫蛋白是一种能被重金属诱导的富含半胱氨酸的低分子量蛋白质。当环境存在着诸如汞、银、铅、镉等重金属时，便能诱导生物体内金属硫蛋白的合成，且在一定浓度范围内成正比。因此，海洋生物体内的金属硫蛋白可作为重金属污染的指标来研究。用生物效应来评估海洋重金属污染已被联合国污染效应专家组列为急待发展的专项。海洋污染的生物效应是目前国际上十分重视的研究领域之一。用ELISA测定金属硫蛋白的含量，其特点是：灵敏度高、检测方法快速简便、测定样品数量多等；特别是对微量重金属海洋污染早期监测具有重要的意义。ELISA检测金属硫蛋白是一项对重金属污染具特异性的指标，可用于监测、检测海洋环境重金属污染，为海洋生态环境的保护提供可靠的科学依据。ELISA法检测海洋环境重金属污染在国内尚未见报导，填补了我国在海洋环境重金属污染的生化检测这一领域的空白。三．应用情况及开发利用前景 金属硫蛋白对金属有很强的亲和性。金属诸如 金属硫蛋白是一类对重金属离子有很强亲和力含丰富的半胱氨酸（约1/3）不含芳香族氨酸和组氨酸的低分子量蛋白质。它遍存于自然界，细菌、植物、动物以及人类机体中。鱼类的金属硫蛋白是1971年在镉和汞对鱼类致毒实验中首次发现的。金属硫蛋白含有大量的巯基（-SH），能与Cu、Hg、Cd、Ag与金属离子结合掩蔽金属的毒性。对细胞内的金属离子有重要的解毒作用。在环境受重金属污染的情况下，生物细胞可被诱导合成出大量的金属硫蛋白，且在一定范围内成正比，是一项对金属污染具特异性的指标。Cu、Hg、Cd、Pb、Zn与金属离子能使海洋生物在基因水平上诱导金属硫蛋白的合成。这为我们建立超微量的监测海洋重金属污染的ELISA检测技术提供了先决条件。以使在海洋生物尚未发生生理、病理和生态变化之前进行早期监测、评估。因此，海洋生物体内的金属硫蛋白可作为金属污染的指标来研究。也为建立其它灵敏的海洋污染生物效应的检测法打下基础。如：目前国际上非常重视石油污染，因而可以借鉴该方法建立细胞色素P450的ELISA。对早期石油污染进行监测、预报。Hg、Ag、Pb、Cd等对于蛋白质、多肽、辅酶和氨基酸的－SH有很高的反应性，金属能诱导生物体内低分子量、富含－SH的蛋白质的合成。生物适应重金属污染的一个可能机理是合成金属硫蛋白。在许多鱼类和贝类中已发现这个低分子量富含－SH的蛋白质与一些金属结合。因此，用金属硫蛋白的ELISA检测海洋生物受重金属污染的状况是可行的。用金属硫蛋白的ELISA检测海洋生物重金属污染特异性强、灵敏度高、检测样品数量多，易于大规模推广。可用于监测、检测海洋环境重金属污染， 为海洋生态环境的保护提供可靠的科学依据。这必将具有潜在的经济效益和社会效益。 |
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