磷和金属对荣成天鹅湖水体碱性磷酸酶活性和动力学性质的影响研究

doi:10.13671/j.hjkxxb.2018.0248

YIC-IR > 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室 > 海岸带环境过程实验室

	磷和金属对荣成天鹅湖水体碱性磷酸酶活性和动力学性质的影响研究
其他题名	Effects of phosphate and metal ions on alkaline phosphatase activity and kinetic parameters in Swan Lake,Rongcheng
	吕迎春; 孙志伟 ; 宋佳伟 ; 徐刚
发表期刊	环境科学学报
ISSN	0253-2468
	2018-06-12
卷号	38 期号:10 页码:4083-4089
关键词	碱性磷酸酶动力学特征竞争性抑制天鹅湖
研究领域	环境污染及其防治
DOI	10.13671/j.hjkxxb.2018.0248
产权排序	(1)中国科学院烟台海岸带研究所; (2)鲁东大学; (3)中国科学院大学
作者部门	海岸带环境过程实验室
英文摘要	The catalytic hydrolysis of organic phosphorus by phosphatase represents an important source of available phosphorus in surface water. To assess the effects of phosphate and metal ions on alkaline phosphatase activity and kinetic parameters,surface water samples were taken from the coastal Swan Lake water in Rongcheng. Results show that phosphate (PO_4~(3-)),hexametaphosphates (PO_3)_6~(6-),pyrophosphate (P_2 O_7~(4-)) and ß-glycerophosphate (C_3H_4O_6P)~(2-)could inhibit the alkaline phosphatase activity (APA) when their concentrations were in the range of 0.01-1mmol·L~(-1). And this inhibition effect increased with the increase of the ion concentrations. In comparison,the APA decreased 50.8%,55.8%,52.4% and 14.4% as treated by 1 mmol·L~(-1) PO_4~(3-),(PO_3)_6~(6-),P_2 O_7~(4-),(C_3 H_4 O_6 P)~(2-),respectively. The activation of APA by Al~(3+)、Co~(2+)、Pb~(2+) and Cr~(6+) increased when their concentration increased. After adding 1 mmol·L~(-1) Al~(3+),Co~(2+),Pb~(2+) and Cr~(6+) to the water,the APA increased by a factor of 2.8,3.1,2.3 and 2.7, respectively. The heavy metal Cu~(2+),Zn~(2+),Ni~(2+) were also found to have inhibition effects on APA,especially for Cu~(2+).The residual APA dramatically decreased to 62.3% at 1 mmol·L~(-1) of Cu~(2+). The significant reduction of an apparent substrate affinity (Km) and the uniform pattern of maximum APA (Vmax) were both observed when the Cu~(2+),PO_4~(3-),(PO_3)_6~(6-),P_2O_7~(4-) increased. This phenomenon indicates that Cu~(2+),PO_4~(3-),(PO_3)_6~(6-),P_2O_7~(4-) behave in competitive inhibition effects. In addition,V_(max) /K_m ratio is a good indicator for the catalytic efficiency of alkaline phosphatases in eutrophic water. This research suggests that the phosphate and metal ions can significantly influence APA and has profound implication for the transform and supplement of the organic phosphorus in eutrophic water.
中文摘要	磷酸酶催化水解有机磷是水体生物有效磷的重要补充途径.以天鹅湖富营养化水体为研究对象,研究了磷和金属对水体中碱性磷酸酶的活性(APA)和动力学性质的影响.结果表明:磷酸根(PO_4~(3-))、六偏磷酸根((PO_3)_6~(-6))、焦磷酸根(P_2O_7~(4-))、β-甘油磷酸根((C_3H_4O_6P)~(2-))在0.01～1 mmol·L~(-1)范围内对APA表现为抑制作用,并且抑制作用随浓度的升高而增强:浓度为1 mmol·L~(-1)时,与对照相比,水体中APA分别降低50.8%、55.8%、52.4%和14.4%.金属Al~(3+)、Co~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)对APA的激活作用随浓度增大而增强,浓度为1 mmol·L~(-1)时,水体APA分别是空白的2.8、3.1、2.3和2.7倍.重金属Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)对水体中碱性磷酸酶表现出抑制作用,3种重金属中Cu~(2+)抑制作用最显著.当Cu~(2+)浓度为1 mmol·L~(-1)时,碱性磷酸酶相对活性仅为空白的62.3%.随着Cu~(2+)、PO_4~(3-)、(PO_3)_6~(-6)、P_2O_7~(4-)浓度增大,碱性磷酸酶的最大反应速率Vmax保持基本稳定,米氏常数Km增大,因此,它们对碱性磷酸酶的抑制为竞争性抑制类型.同时,V_(max)/K_m值随Cu~(2+)、PO_4~(3-)、(PO_3)_6~(-6)、P_2O_7~(4-)、(C_3H_4O_6P)~(2-)浓度的增大而降低,催化效率降低,说明V_(max)/K_m可作为水体磷酸酶催化能力的有效指标.总体而言,含磷基团和金属离子会显著影响富营养化水体APA,将间接影响水体有机磷的转化和供磷效率.
资助机构	国家自然科学基金#41573120 ; 国家自然科学基金#41103073
收录类别	CSCD
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:6348762
引用统计
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/24699
专题	中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室_海岸带环境过程实验室中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室_污染过程与控制实验室中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室
作者单位	1.中国科学院烟台海岸带研究所; 2.鲁东大学; 3.中国科学院大学
推荐引用方式 GB/T 7714	吕迎春,孙志伟,宋佳伟,等. 磷和金属对荣成天鹅湖水体碱性磷酸酶活性和动力学性质的影响研究[J]. 环境科学学报,2018,38(10):4083-4089.
APA	吕迎春,孙志伟,宋佳伟,&徐刚.(2018).磷和金属对荣成天鹅湖水体碱性磷酸酶活性和动力学性质的影响研究.环境科学学报,38(10),4083-4089.
MLA	吕迎春,et al."磷和金属对荣成天鹅湖水体碱性磷酸酶活性和动力学性质的影响研究".环境科学学报 38.10(2018):4083-4089.

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磷和金属对荣成天鹅湖水体碱性磷酸酶活性和（861KB）	期刊论文	出版稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载