CN113058194A - 一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是从食品级菌株乳酸菌中提取碱性磷酸酯酶(ALP)，将其应用到对农药草甘膦的降解中，利用计算机辅助分子模拟技术探究碱性磷酸酯酶促进草甘膦农药降解的机理和二者相互作用模式，开发一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法。

Description

一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法
技术领域
本发明涉及农药降解技术领域，提供了一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法。
背景技术
农药作为防治农作物病虫害的重要手段在世界范围内的农业发展中扮演重要的角色，近年来农药的需求量也在不断增加，根据中国农药工业协会统计表明，2010年至2014年间我国仅种植业农药使用量高达平均每年32万吨作用，有机磷农药因品类繁多、用途广泛、药效团强等优点在全世界范围内被广泛使用。
草甘膦农药因可被植物快速吸收及降低成分等优势，已成为近三十年施用量最多的一种农药，被广泛应用于杂草控制等多个领域，尤其是转基因作物中被大量使用。近年来草甘膦农药残留所造成的污染已经受到人们的密切关注，已有多篇报道证实草甘膦农药对土壤、水质等生态环境及食品造成严重污染，也通过富集作用危害人类健康，草甘膦可对人多个系统造成不同程度的损害，甚至可增加患癌症、心血管病和不孕不育的风险。
微生物酶法降解因具有成本低、无二次污染、处理效果好且能大面积推广应用等优点，近年来被认为是降解包括草甘膦在内的有机磷农药的有效方法和重点研究方向。已有研究证明碱性磷酸酯酶(ALP)对有机磷农药具有降解作用，明确碱性磷酸酯酶对草甘膦农药的降解能力以及二者相互作用机理同时实现碱性磷酸酯酶在体外消化中继续发挥降解作用的可能性。
为保障生态安全、农产品质量及人畜安全健康，需要使用高效的草甘膦去除技术来解决此生产的污染。人们通常采用从微生物降解基础上发展的微生物修复技术对农田、土壤以及水体的污染进行修复。该技术最为常见且安全有效，选择既具有降解草甘膦农药能力又来源于食品级菌体的高效降解酶尤为可取，并在分子水平上探索生物降解的去除机制。
本申请采用从食品级菌株乳酸菌中提取碱性磷酸酯酶(ALP)，将其应用到对农药草甘膦的降解中，利用计算机辅助分子模拟技术探究碱性磷酸酯酶促进草甘膦农药降解的机理和二者相互作用模式，开发一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法。
发明内容
本发明的目的是从食品级菌株乳酸菌中提取碱性磷酸酯酶(ALP)，将其应用到对农药草甘膦的降解中，利用计算机辅助分子模拟技术探究碱性磷酸酯酶促进草甘膦农药降解的机理和二者相互作用模式，开发一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法。
本发明的方法如下：
一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)培养乳酸菌，采用超声粉碎方法得到碱性磷酸酯酶；(2)通过高效液相色谱检测草甘膦农药的残留；(3)用分子对接Auto Dock技术发现草甘膦和ALP的作用模式，并可视化其作用位点和结合力等信息；(4)以ALP分别降解浓度为0.5mg/L、1mg/L、2mg/L、3mg/L和5mg/L的草甘膦农药，4小时后结合液相峰面积分析降解速率。
所述的食品级菌种为乳酸菌。
所述的计算机辅助分子模拟技术为分子对接Auto Dock技术。
附图说明
图1是本发明的技术流程图；
图2是ALP与草甘膦农药相互结合的三维作用图；
图3是ALP对草甘膦的降解图。
具体实施方式
本发明的方法如下：
一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)培养乳酸菌并采用超声粉碎方法得到碱性磷酸酯酶；(2)通过高效液相色谱检测草甘膦农药的残留；(3)用分子对接Auto Dock技术发现草甘膦和ALP的作用模式，并可视化其作用位点和结合力等信息；(4)以ALP分别降解浓度为0.5mg/L、1mg/L、2mg/L、3mg/L和5mg/L的草甘膦农药，4小时后结合液相峰面积分析降解速率。
所述的食品级菌种为乳酸菌。
所述的计算机辅助分子模拟技术为分子对接Auto Dock技术。
实施例1
(1)培养乳酸菌并采用超声粉碎方法得到碱性磷酸酯酶；
(2)通过高效液相色谱检测草甘膦农药的残留；
(3)用分子对接Auto Dock技术发现草甘膦和ALP的作用模式，并可视化其作用位点和结合力等信息；
(4)以ALP分别降解浓度为0.5mg/L草甘膦农药，4小时后结合液相峰面积分析降解速率。
实施例2
(1)培养乳酸菌并采用超声粉碎方法得到碱性磷酸酯酶；
(2)通过高效液相色谱检测草甘膦农药的残留；
(3)用分子对接Auto Dock技术发现草甘膦和ALP的作用模式，并可视化其作用位点和结合力等信息；
(4)以ALP分别降解浓度为1mg/L的草甘膦农药，4小时后结合液相峰面积分析降解速率。
实施例3
(1)培养乳酸菌并采用超声粉碎方法得到碱性磷酸酯酶；
(2)通过高效液相色谱检测草甘膦农药的残留；
(3)用分子对接Auto Dock技术发现草甘膦和ALP的作用模式，并可视化其作用位点和结合力等信息；
(4)以ALP分别降解浓度为2mg/L的草甘膦农药，4小时后结合液相峰面积分析降解速率。
实施例4
(1)培养乳酸菌并采用超声粉碎方法得到碱性磷酸酯酶；
(2)通过高效液相色谱检测草甘膦农药的残留；
(3)用分子对接Auto Dock技术发现草甘膦和ALP的作用模式，并可视化其作用位点和结合力等信息；
(4)以ALP分别降解浓度为3mg/L的草甘膦农药，4小时后结合液相峰面积分析降解速率。
实施例5
(1)培养乳酸菌并采用超声粉碎方法得到碱性磷酸酯酶；
(2)通过高效液相色谱检测草甘膦农药的残留；
(3)用分子对接Auto Dock技术发现草甘膦和ALP的作用模式，并可视化其作用位点和结合力等信息；
(4)以ALP分别降解浓度为5mg/L的草甘膦农药，4小时后结合液相峰面积分析降解速率。

Claims (3)

1.一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)培养乳酸菌并采用超声粉碎方法得到碱性磷酸酯酶；(2)通过高效液相色谱检测草甘膦农药的残留；(3)用分子对接Auto Dock技术发现草甘膦和ALP的作用模式，并可视化其作用位点和结合力等信息；(4)以ALP分别降解浓度为0.5mg/L、1mg/L、2mg/L、3mg/L和5mg/L的草甘膦农药，4小时后结合液相峰面积分析降解速率。
2.根据权利要求1所述的一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法，其特征在于，所述的食品级菌种为乳酸菌。
3.根据权利要求1所述的一种利用乳酸菌碱性磷酸酯酶降解草甘膦农药的方法，其特征在于，所述的计算机辅助分子模拟技术为分子对接Auto Dock技术。
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