Multistep conversion of cresols by phenol hydroxylase and 2,3-dihydroxy-biphenyl 1,2-dioxygenase

A mulfistep conversion system composed of phenol hydroxylase （PHrND） and 2,3-dihydroxy-biphenyl 1,2-dioxygenase （BphCLA_4） was used to synthesize methylcatechols and semialdehydes from o- and m-cresol for the first time. Docking studies displayed by PyMOL predicted that cresols and methylcatechols could be theoretically transformed by this multistep conversion system~ High performance liquid chromatography mass spectrometry （HPLC-MS） analysis also indicated that the products formed from multistep conversion were the corresponding 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 2- hydroxy-3-methyl-6-oxohexa-2,4-dienoic acid （2- hydroxy-3-methyl-ODA） and 2-hydroxy-5-methyl-6-oxo- hexa-2,4-dienoic acid （2-hydroxy-5-methyl-ODA）. The optimal cell concentrations of the recombinant E. coli strain BL21 （DE3） expressing phenol hydroxylase （PHrND） and 2,3-dihydroxy-biphenyl 1,2-dioxygenase （BphCLA_4） and pH for the multistep conversion of o- and m-cresol were 4.0 （g-L-1 cell dry weight） and pH 8.0, respectively. For the first step conversion, the formation rate of 3- methylcatechol （0.29μmol·L-1·min-1·mg-1cell dry weight） from o-cresol was similarly with that ofmethylca- techols （0.28 μmol·L-1·min-1·mg-1 cell dry weight） from m-cresol by strain PHrND. For the second step conversion, strain BphCLA_4 showed higher formation rate （0.83 μmol·L-1·min-1·mg-1 cell dry weight） for 2-hydroxy-3-methyl- ODA and 2-hydroxy-5-methyl-ODA from m-cresol, which was 1.1-fold higher than that for 2-hydroxy-3-methyl- ODA （0.77 μmol·L-1·min-1·mg-1. mglcell dry weight） from ocresol. The present study suggested the potential application of the multistep conversion system for the production of chemical synthons and high-value products.     

Evaluation of endocrine disruption and dioxin-like effects of organic extracts from sewage sludge in autumn in Beijing,China

Study on effective disposal and utilization of sewage sludge has recently been the target of growing interest in China. However, potential risks are associated with the use of sludge due to its contamination with toxic organics, heavy metals and pathogenic microorganisms. In this study, a screening assessment was conducted on sewage sludge samples collected from 17 different sewage treatment plants in Beijing, based on a batch of in vitro bioassays, including a set of recombinant gene yeast assays for endocrine disruption, and an ethoxy resorufin-O- deethylase （EROD） assay using H4IIE cells for aryl hydrocarbon receptor （Ah-R） agonistic activities. Our results suggested that moderate levels of estrogen receptor agonistic activities （0.9 ng E2. g-1 to 6.8 ng E2. gl, dw）, but relative higher androgen receptor antagonistic activ- ities （nd to 45%）, progestin receptor antagonistic activities （nd to 80%） and Ah-R agonistic activities （1390 to 6740 pg 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin （TCDD）·g-1, dw） were found in sewage sludge samples. However, there were no significant correlations between the toxic effects of sewage sludge and the sewage treatment processes. In addition, the 17β-estradiol （E2） equivalent quantity （EEQ） level of the sewage sludge was increased after the composting treatment, whereas the 2,3,7,8-tetrachlorodi- benzo-p-dioxin toxic equivalent quantity （TEQ） level of sewagesludge composted was much lower than that of sewage sludge.     

粉煤灰深度处理制药废水实验研究

Fenton是酸性条件下Fe2+催化H2O2生成强氧化性的.OH,但调节pH的过程中耗费大量的酸和碱,运行费用昂贵,故Photo-Fenton反应受到重视。维生素制药废水生化后含有大量难降解污染物,以低浓度、难生物降解的实际废水为对象进行深度处理实验,研究改性粉煤灰、H2O2及FeSO4.7H2O的投加量,反应时间等因素的影响和优化。     

台风过程珠江三角洲边界层特征及其对空气质量的影响

利用2006年7月珠江三角洲南北向3个点为期1个月的小球测风、低空探空资料及9个地面气象站逐时风向、风速资料,通过计算和分析风、温梯度资料,研究了台风过程珠江三角洲边界层特征及其对珠江三角洲地区空气质量的影响,重点分析了台风下沉气流影响导致灰霾天气期间的边界层结构.结果表明,2006年7月珠江三角洲地区空气质量主要受2个台风过程影响,当台风中心位于粤东及福建以东海域时,台风外围的下沉气流会对珠江三角洲地区的空气质量产生强烈影响,出现灰霾天气.在台风登陆前出现灰霾日时,珠江三角洲被均压场所控制,大部分区域为静小风,沿海地区会出现局地的海陆风,边界层风速较小.在200~500m低空会出现逆温层,同时最大混合层高度迅速下降到不足500m.     

北京2011年10月连续重污染过程气团光化学性质研究

于2011年10月份对北京市大气痕量气体、颗粒物及单颗粒组成进行了观测,分析了观测期间各项污染物的关系、单颗粒物物理化学特征及气团光学性质,并结合后向气流轨迹分析了污染物来源.结果显示,2011年10月份存在3次明显的重污染过程:第1次过程区域性特征明显,气团光化学年龄较长,主要来源于河北省和山西省交界处;第2次过程呈区域与局地性叠加特征,气团光化学年龄开始呈现缩短趋势,气团主要来源于河北省;第3次过程中局地特征较明显,气团光化学年龄较短,主要来源于京津及河北省中北部.     

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Abstract

Three collectives of substances - plastics, plant nutrients, biotoxins - are candidates for monitoring programmes that could keep track of the quality of ocean waters for vital life processes. All three are not subject to systematic surveillance at present. They are each characterized by long residence times in the marine environment, by increasing influx, and by growing evidence of their deleterious impacts on living systems.     

焦化厂不同粒径土壤中PAHs的赋存特征

为分析典型焦化污染场地不同粒径土壤中PAHs的累积及其与土壤有机碳含量（TOC）、比表面积（SA）等土壤性质的相关性,对北京焦化厂长期受PAHs污染的土壤进行粒度分级[P1（0.5~1.0 mm）、P2（0.25~0.5 mm）、P3（0.15~0.25 mm）、P4（0.106~0.15 mm）、P5（0.075~0.106 mm）、P6（<0.075 mm）],测定了各粒径土壤的理化性质及土壤中USEPA优先控制的16种PAHs的浓度,探究PAHs在不同粒径土壤中的累积特征,并通过PAHs质量分数及土壤部分理化性质的曲线拟合结果分析PAHs的赋存特征。结果表明：各粒径土壤中16种PAHs均有检出,其最高质量分数大多出现在P1粒径土样,最低质量分数出现在 P4、P5中。各粒径土壤中2~3（低）环 PAHs、ΣPAHs16质量分数变化趋势相似,均为 P1>P2>P3、P4、P6>P5(P<0.05),4（中）、5~6（高）环PAHs趋势类似,均为P1、P2>P3>P6>P4、P5(P<0.05)。比表面积（SA）、总有机碳（TOC）、可溶解性有机碳（DOC）与各类PAHs的质量分数呈现一定的相关性,各类PAHs质量分数随SA的增大呈先增大随后减小趋势,最大质量分数所对应的SA为38~41 m2·g-1,随TOC的增加呈先减小随后增大趋势,最小质量分数所对应的TOC为7.0~8.7 g·kg-1。不同粒径土壤颗粒中,基于污染物毒性当量因子（TEF）的等效质量分数与污染物实际质量分数变化趋势并不相同,ΣPAHs16实际质量分数变化趋势为P1>P2、P3、P4、P6>P5(P<0.05),而其等效质量分数则为P1、P2、P3、P4、P6>P5(P<0.05)。     

靛蓝的微生物合成研究新进展

靛蓝是一种广泛应用于印染、医药等行业的有机色素,利用微生物法合成靛蓝已引起国内外学者的广泛关注.本文综述了微生物法合成靛蓝的研究进展及动态.靛蓝的微生物合成可归纳为3个阶段:野生型微生物催化合成、基因工程菌全细胞催化转化及代谢工程调控转化.多数芳烃降解菌及其编码酶均具备催化吲哚合成靛蓝的能力,采用定向进化、宏基因组技术以及两相体系等对已知酶资源进行深尺度研究,将为靛蓝生物合成过程注入新的活力.同时,靛蓝合成过程中产生的羟基吲哚及靛蓝衍生物是新型药物及化工中间体,也具有较大的研究价值.然而,由于靛蓝合成过程涉及的中间产物及副产物间转化关系及合成脉络仍不明晰,靛蓝产率低,因此将分子生物学及代谢工程手段融入到靛蓝合成机理及产业化应用的探索将成为该方向的研究重点.     

细菌芳烃外二醇双加氧酶研究进展

外二醇双加氧酶(EDOs)是一种多功能细菌芳烃开环氧化酶,在环境保护、化工合成及生物技术等领域中有着巨大的应用潜力.本文综述了EDOs自开发以来的研究成果,包括分类学研究,酶的催化机制,在生物降解、生物合成、生物技术中的应用及其开发改造新技术.EDOs属于3个进化关系相互独立的酶家族,它们利用活性位点金属离子Fe/Mn(II)与底物和氧气结合,通过形成一种烷基过氧化中间产物,使芳香化合物开环断裂.利用这一催化机制,EDOs可以广泛地降解多种环境污染物,同时,某些EDOs还能够参与生物活性物质的合成,并且在生物传感器等生物技术中也有着广泛的应用.近年来,结合宏基因组、杂交酶等技术手段,研究人员开发改造出更多的EDOs资源,旨在为EDOs的深入研究提供更全面的信息.     

旅游干扰下五台山不同植被景观区物种多样性特征

利用双向指示种分析方法(Two-way indicator species analysis,TWINSPAN)和6个物种多样性指数,研究了旅游干扰下五台山不同植被景观区物种多样性的特征.结果表明:1)TWINSPAN将所有样地划分为9类植被景观区,从Ⅰ区到Ⅸ区,随着旅游干扰程度的增加,植被景观大致由乔灌草区向灌草区、草本区和居民区方向变化.2)乔木层物种的丰富度和综合多样性随着旅游干扰的减小而趋于增加,但是其均匀度没有表现出明显的规律性.3)灌木层物种的丰富度和综合多样性也随着旅游干扰的减小而趋于增加,至于其均匀度,则呈现出在中度干扰下值最大,干扰很小的地方次之,在重度干扰下则最小.4)草本层物种的丰富度、均匀度和综合多样性指数均在旅游干扰适度的地方达到了最大值,在旅游干扰很小的地方,各种值则次之,在干扰严重的地方为最小.5)从整个植被层物种多样性的角度看,随着旅游干扰程度的减少,物种丰富度指数、均匀度指数和综合多样性指数均呈现趋于增加的趋势.表4参15