P450酶系对污染物的生物指示和催化降解机制

细胞色素P450酶系是广泛存在于不同生物体内的含有多种超家族CYP450血红素蛋白或相同结构域的一系列酶,是多组分电子传递链的终端氧化还原酶。最新研究发现,利用P450在生物体内的含量/活性与污染物浓度的定量响应关系可实现环境污染的早期预警和诊断,对环境污染的监测和预报具有重要意义。更重要的是,P450酶系被认为是生物对内源或外生污染物代谢途径的启动催化因子。P450的脱卤化、羧基化、脱烷基化、环氧化等催化作用在诱导污染物的分解代谢过程中起核心作用。本文综述了P450酶系的结构、催化过程和诱导抑制机理,分析了其在环境污染物的生物指示和催化降解中的应用进展,以便为利用P450进行环境预警和生物修复提供系统的理论和技术支持。     

培养方式、外源物对混合菌群DDMY2脱色蒽醌染料RB19的影响

为寻找最佳培养条件及外源物强化蒽醌染料活性艳蓝19(RB19)的微生物脱色效果,同时探究最适外源物对微生物功能酶活性及群落结构的影响,以揭示其微观作用机制,以经茶叶渣驯化而来的混合菌群DDMY2为作用微生物,将其置于不同培养方式、不同外源物条件下(复合激活剂、不同氮源、碳源等)与RB19作用,并计算脱色率.通过酶活检测、高通量测序方法,研究在菌群DDMY2对RB19脱色过程中,复合激活剂A(Activator,A)对DDMY2主要功能酶活性和菌群结构的影响.结果表明,微氧条件下菌群DDMY2对RB19(200 mg/L)在72 h的脱色率达到80.25％,比富氧条件高36.37％.加入复合激活剂A能够有效提高脱色效率,且在初期促进作用明显,样品"DDMY2+A"在24 h的脱色率较样品DDMY2高出9.38％.酵母提取物为最佳外加氮源,而外加碳源对染料脱色效率无明显提升效果.同时,Mn2+和氧化还原介体ABTS(2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)与复合激活剂A联用可使脱色效率进一步提升约5.41％.RB19的脱色效率与菌群胞外偶氮还原酶、醌还原酶活性有关,加入复合激活剂A可显著提高细菌胞外偶氮还原酶活性.高通量测序结果显示,与未加复合激活剂A的混合菌群DDMY2相比,加入复合激活剂A对混合菌群DDMY2群落结构有明显地影响,可使得肠杆菌属、产碱菌属等功能微生物更好地进行富集.因此适合的外源物(如酵母提取物、Mn2+和氧化还原介体ABTS、复合激活剂A等)能够显著提升菌群DDMY2对RB19的脱色效率,其微观作用机制主要是通过提高菌群功能酶活性及富集优势功能菌属以提高其脱色效率,为强化蒽醌染料微生物脱色效果提供新思路.     

杂色云芝漆酶和发酵液降解对苯二酚研究

测定和分析了杂色云芝漆酶和杂色云芝发酵液对对苯二酚的降解反应.通过对不同底物质量浓度下杂色云芝漆酶酶学反应动力学特征分析,求得漆酶Lac A对对苯二酚的酶反应动力学方程V=1.52Cs/(16.55 Cs)和底物抑制反应速率方程γs=1.02/(1 12.86/Cs Cs/137.17).发酵液对对苯二酚的降解反应进程符合一级反应动力学方程lnC=-kt 6,发酵液对对苯二酚的降解反应动力学基本符合Michelis-Menten酶学反应动力学方程Vf=1.77Cs/(3.63 Cs),研究表明Lac A与发酵液对对苯二酚的酶学反应动力学具有较大的相似性,也存在着底物抑制现象,其底物抑制的动力学方程为γs'=1.40/(1 5.75/Cs Cs/278.26).比较漆酶纯酶Lac A和发酵液对对苯二酚反应的Km和Vmax数值,发现杂色云芝发酵液Km较小而Vmax数值较大,说明发酵液较漆酶纯酶具有更高的底物亲和力和催化效率.     

镍钴转运酶NiCoT基因的克隆表达及基因工程菌对镍离子的富集

利用PCR技术从Staphylococcus aureus/ ATCC6538基因组中扩增出大小为1?053 bp的镍钴转运酶基因NiCoT gene,将其连接到pET-3c载体上构建重组质粒,并转化至E.coli BL21.筛选阳性菌并经酶切分析和PCR扩增双重鉴定.核苷酸序列测定及分析结果与GenBank中报道的同类基因相似性高达97%以上,表明其具有正确的NiCoT基因核苷酸序列.重组菌的SDS-PAGE结果图谱中,在相对分子量为39?000附近有特异性蛋白条带,大小符合预测值,表明NiCoT基因在E.coli BL21中成功表达.基因工程菌在IPTG用量为1.00 mmol·L^-1,诱导时间为4 h的条件下培养对镍离子的富集能力最高.在不同镍离子浓度时,基因工程菌对溶液中Ni²⁺的平衡富集量为11.33 mg·g^-1,与原始宿主菌相比提高了3倍.对基因工程菌吸附镍和钴的实验表明,Staphylococcus aureus ATCC6538的NiCoT对镍具有较高的特异性和富集容量,属于第Ⅲ类镍钴转运酶.     

Trametes sp.SQ01和Chaetomium sp.R01混合培养对四种染料的脱色

利用本实验室新构建的白腐菌Trametes sp.SQ01和毛壳菌Chaetomium sp.R01混合培养体系,对刚果红、酸性红、橙黄G和溴酚蓝4种染料进行了脱色研究.结果表明,SQ01与R01混合培养所产生的锰过氧化物酶(MnP)酶活比菌株SQ01单独培养时提高了约5.5倍.菌株R01的接种量、接种时间对混合培养中...     

Degradation of bisphenol-A using ultrasonic irradiation assisted by low-concentration hydrogen peroxide

This study investigated the degradation of bisphenol-A (BPA) by ultrasonic irradiation in the presence of different additives (H2O2,air bubbles and humic acid) under various operating conditions,i.e.,ultrasonic frequency,power intensity and power density.The results demonstrated that the BPA degradation followed pseudo first-order kinetics under different experimental conditions.The optimum power intensities were 0.9,1.8,and 3.0W/cm 2 at the frequencies of 400,670,and 800 kHz,respectively.At the fixed frequ...     

马铃薯渣固态发酵产复合酶的条件研究

以马铃薯淀粉生产中产牛的废渣为主要原料,黑曲霉为发酵菌种,采用固体发酵方法,通过单因素实验,研究了马铃薯渣初始含水量、碳源、氮源、接种量等不同因素对产酶的影响,确定了马铃薯渣发酵产生复合酶的最佳条件为:马铃薯渣初始含水量为50%,马铃薯渣:麸皮=6:4,硫酸铵添加量2.0%,接种量为5%,发酵时间3 d.在优化条件下,...     

金属离子对三苯基锡酶促降解的影响

研究了不同金属离子及其添加形式对肺炎克雷伯氏菌胞内酶和胞外酶降解三苯基锡的影响,以期为阐明有机锡的酶促降解机制提供实验依据.结果表明,菌体对K+、Mg2+、Cu2+、Ca2+、Fe3+具有良好的耐受能力,高浓度的Zn2+、Fe2+可能对菌体产生一定的毒害作用,从而影响其生长.适当浓度范围的K+、Mg2+、Zn2+、Cu...     

穗花狐尾藻生长及酚类物质含量对光照强度的响应研究

沉水植物穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)能产生对水华蓝藻生长有抑制效应的酚类活性物质。为了揭示光照强度对穗花狐尾藻的生长及其体内酚类物质含量的影响,文章研究了不同光照强度下穗花狐尾藻的生物量及其顶端组织与茎中的可溶性糖、可溶性蛋白、总酚的含量以及与酚类代谢相关酶——苯丙氨酸裂解酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)的活性,结果表明:穗花狐尾藻生物量随着光照强度的减弱而显著降低;高光照强度和中等光照强度下,顶端组织中可溶性蛋白、总酚含量和PAL酶活都明显高于茎中各指标;茎中的总酚含量、PAL酶活性在低光照强度下显著高于高光照强度和中等光照强度下。     

有机氯农药微生物降解技术研究进展

文章综述了有机氯农药的污染化学特征、环境介质中的分布水平、降解功能微生物的种类以及典型有机氯农药的降解途径等,并对有机氯农药微生物降解相关的酶和基因以及降解机理进行了重点讨论。参与有机氯农药微生物降解过程的酶主要有脱氯化氢酶、水解酶和脱氢酶三种,它们通过共代谢,中间协同代谢或矿化等作用完成降解过程。相关降解基因主要是Lin家族基因,包括LinA～LinJ的10个典型功能基因编码。微生物降解有机氯农药的机理主要包括矿化作用、共代谢作用、种间协同代谢作用、活化作用和间接作用等,其中矿化过程包括氧化、还原、水解、脱水、脱卤和裂解等生化反应。由于有机氯农药的持久性和广泛污染性,其降解机理及中间产物的类型、毒性以及新型降解菌的效能开发仍是该领域今后的研究重点。