膽堿酯酶(cholinestease,ChE)是生物體內一類重要的水解酶，一般可分為乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase,AChE)和丁酰膽堿酯酶(butyrycholnesterase,BChE)。乙酰膽堿酯酶是動物神經系統(tǒng)中最重要的遞質水解酶，其主要功能是將傳導神經興奮的乙酰膽堿迅速水解為乙酸和膽堿，神經系統(tǒng)得以進行正常的生理功能。

乙酰膽堿酯酶的催化活性可被有機磷或氨基甲酸酯類農藥所抑制。主要是它們能夠快速不可逆地與乙酰膽堿酯酶的活性部位結合，使其失活，導致昆蟲中毒，起到殺蟲的效果。

提取研究

通過離心、硫酸銨分級沉淀、DEAE-Sepharose和Superdex-200層析等步驟,從豬腦中獲得電泳純乙酰膽堿酯酶,該酶比活力和純化倍數分別為2.05U/mg和26.97,酶活回收率為11.95％;該酶分子質量為257.30kD,亞基為66.94kD;以碘化硫代乙酰膽堿為底物時,酶的最適反應溫度為37℃,最適pH值為7.4,且在40℃以下,pH6.0～8.0有較好的穩(wěn)定性;最適底物濃度為4.0mmol/L,Km為0.94mmol/L。Ba²⁺和Zn²⁺對該酶有強烈的抑制作用,而低濃度Mg²⁺對該酶有激活作用[1]。

乙酰膽堿酯酶(AChE)是有機磷農藥殘留檢測的靶標酶,選取洋蟲作為酶源,對AChE的提取方法進行優(yōu)化。采用Sephadex G-200凝膠過濾層析對洋蟲頭胸部組織中的AChE粗酶液進行純化,并對純化前后的酶學性質進行研究。通過酶抑制法測定敵敵畏對洋蟲AChE的抑制作用。研究表明,最適提取工藝為pH7.5、2.0%Triton X-100、料液比1:5(g/mL)、提取時間10h,此條件下,乙酰膽堿酯酶純化倍數為52.76,回收率為85.67%;采用SDS-PAGE法檢測獲得均一條帶,且分子質量為78.6kD:在0.20～2μmol/L和3～10μmol/L的敵敵畏濃度區(qū)間內,農藥濃度與抑制率呈現良好的線性關系,最低檢出限達到(1.58±0.37)μg/L[2]。

應用

魏福祥等人研究一種快速簡便測定蔬菜水果中有機磷農藥殘留的方法。利用乙酰膽堿酯酶生物傳感器技術,以蘋果、黃瓜為樣品,采用標準加入法進行分析,測定蔬菜水果中有機磷農藥殘留。實驗結果表明,該方法回收率在96.45%～100.12%,相對標準偏差為2.76%～3.09%,對馬拉硫磷和甲基對硫磷的檢出限分別為4.80×10^-11、2.93×10^-10mol/L[3]。

參考文獻

[1] 王潔,李星,王紅揚,等. 豬腦乙酰膽堿酯酶的分離純化和性質研究[J]. 食品科學,2015,36(3):137-141. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201503026.

[2] 姜雪,遲德富,宇佳. 昆蟲組織乙酰膽堿酯酶的提取純化及性質[J]. 食品科學,2011,32(z2):30-34.

[3] 魏福祥,王振川,王金梅. 乙酰膽堿酯酶生物傳感器法測定蔬菜水果中有機磷農藥殘留[J]. 食品科學,2007,28(2):229-231. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2007.02.057.