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文章背景簡介   

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，是一類由不同的多氫醇和丙三羧酸組成的結(jié)構(gòu)類似的雙酯化合物。伏馬菌素對人、畜是促癌物也是致癌物。動物試驗和流行病學(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線性的20碳聚酮骨架組成，其中包含兩個三羧基酯基團(tuán)和一個由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)酰胺合成酶的競爭性抑制劑，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的伯胺部分對其在植物和動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，在體外對嚙齒動物基本無毒。FB1的化學(xué)脫氨基作用降低了其對水螅毒素的毒性。通過在浮萍生物測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。在這個簇中兩個基因產(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FumI進(jìn)行脫酯化之前，需要通過FumD進(jìn)行完全脫酯化。羧酸酯酶FumD以FUMzyme的形式在市場上可買到，并作為飼料添加劑出售，以實現(xiàn)胃腸道去酯化。該系統(tǒng)的缺點是需要昂貴的輔因子（磷酸吡哆醛）和輔底物（丙酮酸）來維持FumI的活性。黑酵母Exophialaspinifera也能夠代謝伏馬毒素作為能量來源。

目前已經(jīng)從利用伏馬毒素作為能量來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

2、伏馬毒素脫氨活性富集實驗

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

6、Amplex Red測定法測量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時，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主要問題。食用受伏馬毒素污染的食品和飼料對人類和牲畜都有害。減少或消除伏馬毒素毒性的新工具可能對農(nóng)業(yè)飼料部門處理這一問題有用。

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相對容易生產(chǎn)和純化，加上它對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，并且缺乏對二價陽離子的需求，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，通過多種過敏原預(yù)測算法分析，AnFAO也被預(yù)測為非致敏性，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在廣泛的條件下對伏馬毒素進(jìn)行脫氨

4、重組AnFAO脫氨其他的長鏈氨基多元醇

5、AnFAO證明了伏馬毒素脫氨活性的菌株依賴變異性

       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