苯酚羟化酶基因工程菌转化4-乙烯基苯酚特性研究

4-乙烯基苯酚广泛用作食品的调味剂及聚4-乙烯基苯酚类聚合物等的合成。近年来,研究发现4-乙烯基苯酚是苯乙烯在小鼠和人体中的次要代谢物,具有肝毒性和呼吸毒性。因此,利用生物定向转化技术降低4-乙烯基苯酚的毒性将具有实际意义。文章考察了含苯酚羟化酶基因的工程菌PH_IND生物转化4-乙烯基苯酚的条件,确定其最优条件为:菌株PH_IND的OD600为2.5,4-乙烯基苯酚的浓度为1 mmol/L,葡萄糖浓度为20 mmol/L,缓冲溶液的pH为8。在该条件下,生物转化呈一级动力学趋势,反应180 min后,转化率为31%。分子对接结果表明,4-乙烯基苯酚可以和苯酚羟化酶大亚基的活性位点结合,液相色谱-质谱联用分析结果表明4-乙烯基苯酚被转化为4-乙烯基儿茶酚。     

双碳背景下有机固废资源化处理处置技术发展思考

有机固废资源化是我国减污降碳和无废城市建设的重要任务,是绿色低碳循环发展的重要抓手。综述了我国不同来源有机固废的产量与处理现状,梳理了我国无废城市、减污降碳等有机固废相关政策文件。基于有机固废易腐败、高含水的特性,以及污染和资源双重属性,提出了以无害化为目标、以资源化为手段的基本理念。总结分析了有机固废作为多介质、多组分交互的复杂体系,在生物转化、热化学转化、固液分离、产物资源利用方面的研究进展和技术难点,并提出了有机固废未来重点突破方向,旨在为我国有机固废资源化处理处置的技术研究提供参考。     

Biotransformation of nonylphenol ethoxylates during sewage treatment under anaerobic and aerobic conditions

Biotransformation of nonylphenol ethoxylates (NPEOs) during continuous anaerobic sewage treatment was compared with the aerobic treatment of sewage spiked with 23 μmol/L technical NPEOs over a period of 90 d. Immediate degradation of NPEOs was observed under both anaerobic and aerobic conditions, indicating that the enzymes and bacteria required for NPEO degradation existed abundantly in both aerobic and anaerobic sludge. Both treatments achieved high removal (＞92%) of the spiked NPEO9 mixture.Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) analysis showed that short-chain NPEOs (NPEO1-NPEO3) accumulated in anaerobic (2.01-2.56 μmol/L) and aerobic (1.62-2.03 μmol/L) effluents, with nonylphenol (NP) (0.24-0.31 μmol/L) as another group of metabolites in the anaerobic effluent, and nonylphenoxy carboxylates (NPECs) (2.79-3.30 μmol/L) in the aerobic effluent. Significant accumulation of NP in the anaerobic sludge and NPEO1-3 in the sludge of two reactors was observed. These results indicated that it was difficult to control these harmful metabolites in the conventional treatment processes. Denaturing gradient gel electrophoresis profiles of sludge samples support the speculation that the NPEO degradation bacteria might be the dominant indigenous species.     

苜蓿根瘤菌对多氯联苯降解转化特性研究

采用溶液摇瓶实验研究了苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)对三氯代联苯(2,4,4′-trichlorobiphenyl)单体以及18种多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)混合物的降解转化能力.结果表明,接入苜蓿根瘤菌转化7d后,随着溶液中底物2,4,4′-TCB浓度的增加,该菌株对其的降解能力也逐渐提高,在1.0、5.0、10.0、25.0、50.0 mg.L-1浓度条件下该菌对2,4,4′-TCB的降解率分别为34.0%、48.3%、69.7%、96.0%、98.5%,并且通过气相质谱分析,发现溶液中出现了一些新的代谢产物.同时,苜蓿根瘤菌对不同浓度下18种PCBs同系物混合物的降解能力,随着底物浓度的升高呈现出从低到高,然后降低,并趋于平衡的趋势,其最高降解率可达54.7%,并存在高氯代PCBs向低氯代PCBs的转化过程.     

高浓度4-氯酚在中空纤维聚砜膜固定化细菌反应器中的共代谢降解研究

悬浮生长的Pseudomonas putida菌可以苯酚为生长基质,通过该细菌的共代谢过程将4-氯酚降解.当苯酚和4-氯酚的浓度达到120 mg/L和600 mg/L时,由于基质对细菌的抑制作用,该共代谢过程难以进行,细菌不能生长.通过对细菌在中空纤维膜反应器中固定化,细菌可以降解高浓度的四氯苯酚,即使当苯酚和4-氯酚浓度为200 mg/L和1 000 mg/L时,利用此中空纤维膜固定化细菌反应器仍可在34 h内都能将其完全降解.与悬浮生长降解菌不同,由于基质在中空纤维膜中质量传递的受限,固定化后的细菌受到中空纤维膜的保护,从而得以生长并降解高浓度的基质.     

扩展细胞色素P4502A6对大位阻底物的适应性

细胞色素P450酶(P450)的分子改造及其催化的生物转化是当前的两个研究热点.本研究以扩展P450 2A6的底物适应性为目标,通过尝试对P450 2A6酶进行N-端修饰提高表达量、筛选随机突变库以及点突变改变活性位点重要氨基酸残基等手段,在两个随机突变体中未筛选到功能突变体,但通过点突变重要氨基酸残基获得了新的突变体P450 2A6 (N297Q/I300A).该突变体具有比野生型和已报道的其它突变体更广泛的底物适应性,能够催化氧化大位阻底物6-苄氧基吲哚(6-OBzl-indole)生成蓝绿色物质.该物质经质谱测定为靛蓝类二聚体化合物.实验表明,其中两个氨基酸残基的变化都是关键突变,此结果与最新的P450 2A6突变体晶体结构研究相符.计算机模拟显示,I300A突变导致活性口袋在铁卟啉环的垂直和水平方向都增大,使其能接纳在两个方向都有位阻的底物;而297位的天冬酰胺是一个功能保守的残基,N297Q的变化可能与氢键等弱作用有关.图4表1参29     

有机化合物生物富集的度量与评价方法进展

生物富集对评价有机化合物引起人类健康或生态环境的潜在风险具有重要作用,也是化学物质管理和制修订环境质量基准的重要依据.然而,化学物质与生物机体之间相互作用的过程复杂,以及环境因素的多变性,均给生物富集的度量与评价带来很大不确定性.因此,本文从过程机制角度出发,系统总结了生物富集的度量指标、以及影响化学物质生物富集过程的主要因素,综述了测定和评价生物富集系数的各类方法进展及其适用范围,并对此方面的研究趋势与需求进行了展望.     

产富马酸酶菌种筛选及固定化细胞生产L-苹果酸转化条件研究

从土样中筛选得到２０支可将富马酸转化为Ｌ－苹果酸垢细菌菌株。经摇瓶复筛,得到一株富马酸酶活力较高的ＺＧ－４菌株。以改性ＰＶＡ为载体,制备得到固定化细胞。其较佳转化条件为：１经ｍｏｌ／Ｌ Ｎａ２Ｆｕ为底物,ｐＨ７．０,４０转化。固定化细胞经胆酸ρ＝４ｇ／Ｌ或ＴＰＣρ＝０．６ｇ／Ｌ预处理后,可有效抑制琥铂酸副产物的生成。添加没食子单宁ρ＝１ｇＬ,可使富马酸酶比活力达１．９５ｍｍｏｌ ｇ＾－ｈ＾－。固定     

鲤鱼肠系微生物对2,4-二硝基甲苯的还原代谢

 通过体外实验研究2,4-二硝基甲苯(2,4-dinitrotoluene 2,4-DNT)在鲤鱼肠系微生物作用下的还原代谢规律,探讨了2,4-二硝基甲苯的初始浓度、温度、肠系微生物量等因素对2,4-二硝基甲苯的生物转化的影响.结果表明,鲤鱼肠系微生物对2,4-二硝基甲苯具有代谢作用,2,4-二硝基甲苯适宜的代谢浓度为10.92mg/L,适宜的代谢温度为20℃,肠系微生物量以10mg/mL为佳.