基于分子模拟分析的紫贻贝体内重金属Cd2﹢脱除机制.pdf

第32卷增刊2
农业工程学报
Vol 32 Supp. 2
4122016年10月
I ransactions of the Chinesc Socicty of Agricultural Enginccring
ct.2016
基于分子模拟分析的紫贻贝体内重金属Cd脱除机制
张宾,房传栋,杨会成2,郑斌2
(1.浙汎海洋学院浙省海产品健康危害因素关键技术研究重点实验室,舟山316022:
浙江省海洋开发研究院,舟山316021)
摘要:采用海水中添加制备的蛋白水解肽-c2配合物(IPI-lc2+)暂养处理紫贻贝,结合分子同源模建、动力学模拟
及相互作用能分析技术,探索 IPLL-I'C対紫始贝体内Cd的脱除作用机制。结果显示,添加40mg1. IPI-'C2净化处理
15d后,紫贻贝体内Cd2'质量分数由47.09949g降低至24.221gg,说除效率显著(P0.05)。进而以老鼠金属硫蛋白
( metallothionein from rat,记为ID上I)为模板,同源模建出紫贻以金属硫蛋白中β-结构域( metallothionein,MI)的三
维结构,通过MTCd2、MT-re2、MTCd2+水解肽、MTTe+水解肽等体系分了动力学模拟及半经验量子力学计算发现,
紫贻贝体内Cd2'脱除机制可能为水解肽携带Fe2'到达机体向器官或位点遇到MT-Ce2复合物后,降低了MT与Cd2'间
的结合力,便于MT解脱Cd2并恢复活性,同时释放的re2可与C2竞争性结合MT,从而起到协助脱除Cd'的效果。
硏究表明,蛋白水解肽-Fc2配合物有效脱除始贝体内Cd线留,可作为一种双壳贝类养殖饲料添加剂加以应用
关键词:重金属;分子动カ学;分子模型;紫贻贝;水解肽-2-;Cd+脱除
doi:10.11975 l-issn.1002-6819.2(016.12.058
图分类号:TS254.1
文献标志码:A
文章编号:10026819(2011)Supp.2041205
张宾,房传栋,杨会成,郑斌.基于分子模拟分析的紫贻贝体内重金属(d“脱除机制J.农业工程学报,2016,32(増
刊2):412-416.doi:10.1975j.isn.1002-6819.2016.z2.058lhtp:/www.tcas.org
Thang 1bin Iang Chuandong, Yang I. heng 1BIN Depuration mechanism of Cd-rom blue mussel(Mytilus eali
based on molccular simulation analysis JJ. I ransactions of the Chinesc Socicty of Agricultural Enginecring(Transactions of the
CSAF), 2016, 32(up. 2): 412-416.(in Chinesc with Fnglish abstract)doi: 10.1 1975/1.ssn.1002-6819201672.058
hup:/www.lcsac.org
合顺序为Cu3+Zn2+>Cd+。在基因水平上,进入贝体内
0
的Cd2+直接作用于-MT基?启动子,促进 MIT MRNA大
紫始贝( Mytilus edulis)属滤食性生物,移动性差,养量表达,进而诱导机体合成MI,然后MI螯合(2'形成
殖基地大多在污染较重的近海区域,其在滤食铒料同时MI-Cd2复合物,或夺収与其他功能蛋白结合的Cd2来降
也富集了大量海水中重金属、化学污染物等有害物质。从低关键部位的(d2'浓度,因此MI被认为是贝类生活在
单次污染指数、污染物负荷比来看,与大多数重金属元C2污染环境中,机体诱发的重要白我保护措施之『?。
素相比,重金属镉(Cd)对紫贻贝等双売贝类影响最大。
蛋白水解肽-金属配合物是由可溶金属盐中的金屈离
研究表明,海水中Cd2+平均质量浓度0.1ggL,藻类可子同多肽物质,按一定摩尔比以共价键结合而成的有机
富集11~20倍、鱼类可富集10°3~10°倍、贝类可富集105~10°微量元素配合物,具有吸收快、适口性好、生物效价高
倍。非污染区贝类Cd质量分数约为0.05mgkg,而污染等诸多生物活性”。前期研究发现,制各的蛋白水解肽-金
区贝类含量可高达420mgkg(国家限量≤1.0mgkg)。属配合物对紫贻贝( Mytilus edulis)、鳌虾( Procambarus
cd2在贝体不同组织中富集程度不同,一般在内脏团 clarkii)等体内重金属C2具有良好的解毒及脱除效果?
中富集程度最高,其主要与金属硫蛋白( metallothionein,推测其机制可能为该配合物对MT-Cd2+中的Cd+具有一
MT)、类金属硫蛋白及含氨杂环水分子化合物等结合。定的置换和脱除作用。本研究在前期试验基础上,拟提
C2在机体内虽可与多种配体结合,但最主要是与MI结高蛋白水解肽-金属配合物对紫贻贝体内Cd2的脱除效
合形成MI-(2复合物。MI分子中包含2个基本单元,率。采用 Modcicr同源模建出MT的分子模型,利用
其中-结构域可结合4个二价金属离子,结合顺序为 Amber2进行分子动力学模拟探讨水解肽-金属配合物对
Cd2>/n2>Cu2:B-结构域可结合3个二价金属离子,结紫贻贝体内MT-Cd+中cd的脱除机制
收稿日期:2015-10-19修订日期:2016-09-12
材料与方法
基金项日:国际科技合作项日(20151A30980):中国博士后基金
(2016M590663);浙江省自然科学基金顶目(15c200052);淅江省公益
1材料与仪器
性顶山(201632080和201632081)
紫始贝平均売长、高、宽和体质量依次为(8.8+0.5)cm
作者简介:张宾,男,副教授,研究方向为水产品加工及贮藏。舟山浙
海洋学院,316022。T-mail: zhangbin out163.con
(6.5土0.5)cm、(3.7+0.3)cm和(52.0土2.9)g,购」浙江.舟山
※通信作者
试,男,究员,究方向为水产品加工及や義。舟山浙东河水产品市场(20142015年)。挑选贝売无破损大小
江省海洋开发研究院,316021。F-mail:6369958163.com
均一的紫始贝为试验动物(本底Cd2<0.04gg)。带鱼
万方数括