漆酶的研究及进展

漆酶是一种绿色环保的多酚氧化酶类。近几十年来,漆酶的研究发展迅速,已在多个领域得到广泛应用。本文介绍了漆酶的结构和功能,相关酶学特性,分子生物学及其工业应用的研究。此外,对细菌漆酶在染料废水、电化学应用及造纸等工业生产方面的应用作简要的介绍。随着分子生物学技术应用和发展,漆酶作为新型的生物制剂在环境保护等领域中将发挥更重要的应用价值。     

强化丙酮酸-CO2途径对克雷伯氏菌合成1,3-丙二醇的影响

克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)中辅酶NADH的有效供给影响1,3-丙二醇的产量和得率,通过在K.pneumoniae强化丙酮酸-CO2途径,以提高胞内NADH水平和1,3-丙二醇产量.将来源于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae W3 03)的甲酸脱氢酶基因fdh1和K.pneumoniae的丙酮酸甲酸裂解酶基因pfl B在K.pneumoniae中过表达,强化丙酮酸-甲酸-CO2途径.结果显示,单独表达fd h1、pfl B和共表达fhd1、pfl B基因的克雷伯氏菌与出发菌株相比,胞内NADH含量明显增加,1,3-丙二醇产量分别提高了8%、12%、18%,摩尔转化率分别提高了7.3%、13.2%、19.5%,除乙酸外其他副产物都有不同程度的降低.本研究表明,强化丙酮酸-甲酸-CO2途径提高了NADH的再生效率,促进了1,3-丙二醇的合成.     

超微七味白术散与酵母菌协同治疗小鼠菌群失调腹泻

探讨超微七味白术散与酵母菌联用对菌群失调腹泻的疗效,可为超微七味白术散与酵母菌配伍制剂的研发提供依据.采用抗生素建立小鼠菌群失调腹泻模型,灌胃给药七味白术散50%量超微汤药、50%量超微汤药+12.5%量酵母、25%量超微汤药+25%量酵母、12.5%量超微汤药+50%量酵母及全量酵母,比较分析小鼠体重变化率、免疫器官指数、肠道菌群数及酶活.结果表明,超微七味白术散和酵母菌对小鼠体重和脾脏无显著影响,各治疗组的胸腺指数为正常水平(P>0.05);超微七味白术散和酵母菌均能促进双歧杆菌和乳酸菌的生长(P<0.01),调节微生态平衡;50%量超微汤药组和25%量超微汤药+25%量酵母组的大肠杆菌、细菌数恢复至正常水平(P>0.05).治疗后肠道内纤维素酶活性均恢复至正常组(对照)水平(P>0.05);50%量超微汤药+12.5%量酵母组和25%量超微汤药+25%酵母量组的淀粉酶活性恢复至正常水平(P>0.05);木聚糖酶、蛋白酶活性与超微饮片的浓度及酵母菌的量有一定的关系,但均未达到正常组水平(P<0.05).说明七味白术散25%量超微汤药+25%量酵母配伍能够有效治疗菌群失调小鼠腹泻,其效果与超微七味白术散50%量相当,达到全量传统汤剂的效果.     

运动对急性暴露于2,3,7,8-四氯二苯并二恶英大鼠肝组织酶活性的影响

为了研究运动对2,3,7,8-四氯二苯并二恶英(2,3,7,8-TCDD)急性暴露大鼠肝组织酶活性的影响,将40只雄性Wistar大鼠随机分为正常对照组(NC)、染毒组(NT)、运动对照组(EC)、运动染毒组(ET)。染毒组(NT组与ET组)腹腔注射10μg·kg-1(以单位体重计)的TCDD,对照组(NC组与EC组)腹腔注射等量的玉米油;NT、NC组静养4周,ET、EC组运动(尾部负重5%游泳30分钟)4周。4周后,称重并宰杀大鼠,分离肝组织,称重后-80℃保存待测7-乙氧基异吩恶唑酮脱乙基酶(EROD)、7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)及芳香烃羟化酶(AHH)的活性。将数据进行多因素方差分析(MAVONA)处理,结果表明,染毒可降低大鼠体重,增加肝湿重和肝相对重量、增加EROD、ECOD活性;运动可增加大鼠肝相对重量、增加AHH的活性;染毒后运动可降低EROD、ECOD的活性。结论:急性10μg·kg-1(以单位体重计)TCDD染毒后4周可增加大鼠肝相对重量;4周的运动能有效降低TCDD对EROD、ECOD活性的激活作用。     

利用N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶含量评价农药对花翅摇蚊种群发育的影响

为了进一步探索种群水平的生态风险评估方法,本文利用β-N-Acetyl-D-glucosaminidase(NAGase)的变化量来监测农药对摇蚊种群发育的影响。从花翅摇蚊Chironomus kiiensis体内分离纯化得到电泳纯的NAGase,并通过免疫大白兔制得NAGase的多克隆抗体。运用间接非竞争ELISA法检测抗体特异性,结果表明其与共同存在于水体的一些生物的NAGase的交叉反应率为隆线溞4.41%、老年低额溞3.12%、多刺裸腹溞3.40%、中华薄壳介4.17%、日本沼虾3.23%、白纹伊蚊7.50%、小球藻0.5%。运用抗体测得毒死蜱、氰戊菊酯和阿维菌素3种杀虫剂对于摇蚊NAGase释放量的12 d-EC50分别为1.2012、0.0043和0.6281μg·L-1,以NAGase活力作为测试终点,测得相应的12 d-EC50:1.4765、0.0051和0.6756μg·L-1,两者差异不显著,但均显著低于以死亡作为测试终点的12 d-LC50:4.8171、0.0954和2.1340μg·L-1,且毒力大小均为氰戊菊酯阿维菌素毒死蜱。上述结果表明,利用NAGase多克隆抗体可以特异性地检测农药对花翅摇蚊种群发育的影响。     

钙基磁性生物炭对Cr（VI）污染土壤钝化稳定化机制及微生物影响研究

生物炭改性材料因具有活性官能团众多、吸附效能高等优势被广泛应用于土壤重金属污染修复治理中.本研究以稻谷壳为原料,采用 共沉淀法及CaCO₃浸渍法制备了钙基磁性生物炭（Ca-Fe-B）,并使用电子扫描显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射分析（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）进行表征.同时,通过梯度浓度Cr（VI）污染土壤实验考察Ca-Fe-B施入对土壤pH、Cr（VI）稳定化效果、土壤酶活性及微生物群落结构的影响,并阐述其钝化机理.结果表明：①Ca-Fe-B表面负载Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃、Fe₃C及以方解石形式存在的CaCO₃,具有大量—OH、—O—C=O、Si—O—Si、C≡C及C≡N等官能团;②Ca-Fe-B可显著提升土壤pH,在Cr（VI）污染浓度为100、200、1000 mg·kg^-1时,90 d的 固定效率分别可达72.57%、67.07%及59.88%,并使土壤中部分可交换态Cr转化为可还原态及残渣态Cr;③Ca-Fe-B可促进土壤β-葡萄糖苷酶与几丁质酶酶活性,但磷酸酶对其响应不显著,也可显著提升土壤中Proteobacteria门菌相对丰度;④Ca-Fe-B表面形成Si—O—Ca—OH键可吸附Cr（VI）, Fe（Ⅱ）作为电子供体参与土壤Cr（VI）还原过程,并生成Cr₂O₃、Cr（OH）₃沉淀及（Cr_xFe_1-x）（OH）₃、Cr_xFe_1-xOOH络合沉淀,以—OH、 —C=C—、O—C=O为主的大量含氧官能团协同吸附络合土壤中的Cr（VI）.研究显示, Ca-Fe-B对Cr（VI）污染土壤具有良好的稳定性能,有望为土壤重金属污染修复提供一种新的研究思路和技术路线.     

新型锰氧化菌株Pseudoxanthomonas mexicana S5-3-5X的分离及锰氧化机理研究

锰氧化微生物能催化氧化Mn^II生成锰氧化物（Mn^IV&III）,而生成的锰氧化物可强化水处理体系（如锰砂滤池、湿地）中的微量有机污染物降解及底泥中甲烷的厌氧氧化,因而受到广泛研究.从环境中分离出更多种属和生态位的锰氧化菌是生物强化环境中锰氧化过程的重要基础.依据锰氧化菌株对低浓度营养物的潜在偏好,本研究梯度稀释常用的锰氧化菌培养基（PYG培养基）,配置出5级营养物梯度浓度的培养基.相对于原培养基,从较低浓度的4级培养基中多分离出6个菌属的锰氧化菌株,提高了锰氧化菌株的分离效率.分离出的Pseudoxanthomonas（假黄色单胞菌属）菌属的锰氧化菌株（Pseudoxanthomonas mexicana S5-3_-5X）,属中文文献首次报道.研究发现该菌株能在环境常见条件（pH 6.0~7.8、低营养物浓度（如稀释5~625倍PYG培养基）、50 μmol·L^-1 ~1.6 mmol·L^-1的Mn^II浓度）生长并产生锰氧化活性;可以产生胞外超氧化物和锰氧化蛋白等锰氧化活性物质;基因组具有编码锰氧化模式菌株Pseudomonas putida GB-1的3个Mn^II氧化蛋白的同源基因,并且具有降解一些有机污染物的代谢通路.因此,该菌株具有较好的工程应用潜力.     

钙镁对垃圾渗滤液处理中微生物过氧化氢酶活性的影响

过氧化氢酶是影响微生物生命活动的关键酶,为揭示混合污染物对垃圾渗滤液中微生物过氧化氢酶活性的影响及其相互作用关系,选取垃圾渗滤液中常见的钙镁离子作为污染物,利用直接均分射线法设计3种浓度配比的钙镁离子混合物,钙离子占比分别为0.27、0.52、0.77;然后,根据抑制效应的变化分析钙镁离子对过氧化氢酶活性的抑制作用,并利用等效线图法分析钙镁离子对垃圾渗滤液中过氧化氢酶活性作用的相互关系. 结果表明:①钙镁离子及其混合物对过氧化氢酶活性的抑制效应具有相同的规律,在同一周期下抑制效应随着钙镁离子浓度的增加而增大,在同一浓度下抑制效应随着周期的增加而增大. ②当钙离子占比为0.27时,钙镁离子混合物对过氧化氢酶活性作用的相互关系主要表现为协同作用;当钙离子占比为0.52、0.77时,钙镁离子混合物对过氧化氢酶活性作用的相互关系主要表现为拮抗作用. 研究显示,随着钙离子占比的增加,钙镁离子混合物对过氧化氢酶活性作用的相互关系由以协同作用为主变为以拮抗作用为主.      

米曲霉发酵厨余垃圾制备富酶产物的研究

为了探讨利用微生物发酵厨余垃圾产酶的最佳条件,实现厨余垃圾高值资源化,选取米曲霉为试验菌种,基于米曲霉BNCC142787 (简称“米曲霉B”)、米曲霉CGMCC3.4427 (简称“米曲霉C”)的生长特性解析,研究不同培养方式(静置、振荡)和培养温度(30、35、40 ℃)对米曲霉好氧发酵厨余垃圾产酶性能的影响. 结果表明:米曲霉B和米曲霉C分别在30 ℃和40 ℃、pH为6的培养条件下生长最佳;与静置培养相比,振荡培养可显著提高米曲霉菌丝体的形成和生长速率,促进淀粉酶和蛋白酶分泌. 米曲霉B在40 ℃下厨余垃圾好氧发酵48 h时蛋白酶活性最高,为66.64 U/g;在30 ℃下好氧发酵48 h时,其淀粉酶活性最佳,为129.44 U/g. 米曲霉C在40 ℃下、厨余垃圾好氧发酵96 h时蛋白质酶和淀粉酶活性均达到最高,分别为64.02和131.11 U/g. 研究显示,米曲霉B和米曲霉C产生蛋白酶与淀粉酶的能力相当,但米曲霉B生长速率快,所需发酵时间短,可在温和的条件下实现产酶,因此采用米曲霉B在40 ℃、好氧发酵48 h条件下进行酶源制备,可充分利用厨余垃圾中的营养物质获得富含淀粉酶和蛋白酶的产物,具有显著的应用潜力.      

锰氧化物改性生物炭基质材料对典型喹诺酮类抗生素的吸附及其在人工湿地的应用

以废弃花生壳为原料,制备锰氧化物改性生物炭球（MBCB）用于去除水中的环丙沙星（CIP）和恩诺沙星（ENR）,探究MBCB对CIP和ENR的吸附特性及在人工湿地中的应用效果.结果表明,负载锰氧化物的MBCB对CIP和ENR的吸附过程分别符合准一级和准二级动力学模型,混合吸附过程符合准二级动力学模型,Langmuir和Freundlich等温模型都可以较好地拟合MBCB对CIP和ENR的吸附过程,在25℃条件下,通过Langmuir模型拟合出的对CIP和ENR的最大吸附量分别为3.84 mg·g^-1和2.01 mg·g^-1.MBCB对CIP和ENR的吸附过程主要受到内扩散和边界层扩散的控制,是自发的吸热过程,氢键和静电相互作用参与到吸附过程当中.添加MBCB作为基质的人工湿地对CIP和ENR的平均去除率达70.7%和62.9%,分别为对照组的1.625倍和1.719倍.同时,添加MBCB的湿地微生物丰度和多样性所受影响相对较小,这说明MBCB能缓解人工湿地中CIP和ENR的毒性,保证人工湿地对抗生素的去除效果.