恩诺沙星在鲫鱼肝微粒体中的代谢及代谢关键酶的确定

抗生素因具有抗菌谱广、杀菌性强等特点使其被广泛应用于人类医药、畜牧业、农业和水产养殖业。其进入水生生物体内后,会在药物代谢酶的作用下发生代谢转化,产生生态毒性。本研究采用鲫鱼肝微粒体体外孵育法,探究恩诺沙星细胞色素P450酶作用下的代谢转化过程,并通过代谢抑制实验确定关键的代谢酶。实验结果表明,恩诺沙星体外代谢过程符合一级动力学方程,当恩诺沙星暴露浓度为1 mg·L-1时,其在肝微粒体中的消除速率常数k最大为0.00303 min-1,半衰期t1/2最短为228.8 min,应用HPLC-MS/MS技术,检测到了恩诺沙星脱乙基产物和羟基化产物;代谢抑制实验结果表明,CYP3A4在恩诺沙星代谢过程中起主要作用,是恩诺沙星代谢的关键酶。本研究结果为深入了解恩诺沙星在水生生物体内的代谢转化及其生态风险提供了基础数据。     

城市生活垃圾循环利用系统物质代谢框架的构建

讨论了传统的物质流分析（MFA）方法用于城市生活垃圾代谢分析的适用性及不足之处,在此基础上结合城市生活垃圾的处理流程,对传统的MFA框架进行了改进,构建了适合城市生活垃圾代谢分析的框架,并对新框架的3个模块进行了详细的说明,建立了相应的评价指标体系并给出了应用实例。城市生活垃圾循环利用系统物质代谢分析框架能够清楚地描述生活垃圾进入经济系统后的具体流向和流量,为描述城市生活垃圾的代谢情况提供了定性及定量化的分析工具。     

污泥停留时间对单级好氧生物除磷的影响

以丙酸钠为单一碳源,设置4组不同污泥停留时间(SRT)的SBR(R1:SRT=9 d;R2:SRT=12 d;R3:SRT=18 d;R4:SRT=24 d),考察SRT对单级好氧生物除磷的影响。实验结果表明,当SRT分别为9、12、18和24 d时除磷效率分别为34.2%、85.0%、93.3%和76.7%,单位VSS除磷量分别为1.97、4.62、4.70和3.59 mg-P/g-VSS,SVI分别稳定在89、93、98和123 mL/g左右。随着SRT增大,系统除磷效率及单位VSS除磷量先升高后下降,并在SRT=18 d时达到最大值,而污泥沉降性能逐渐变差。分析各组反应器中内聚物的变化表明,R1中的微生物在外源基质消耗阶段利用糖原质的分解合成多β羟基烷酸盐(PHA),但PHA消耗阶段没有磷酸盐的大量吸收,表现出聚糖菌的代谢方式;R2、R3和R4中的微生物在外源基质消耗阶段通过TCA循环合成PHA,在PHA消耗阶段大量合成聚磷,表现出聚磷菌的代谢方式。     

复合固定化法固定微生物去除芘

通过"玉米秸秆吸附-包埋-交联"复合固定化方法固定多环芳烃降解菌GY2B和GP3B,提高对芘的降解性能,并对其作用过程进行初步研究.结果表明,游离态单细菌GY2B、GP3B和混合菌GY2B+GP3B的7 d降解率分别为14.0%、55.0%和73.6%,而固定化GY2B+GP3B秸秆小球在5 d内即达98.2%,去除率得到了显著的提高;对固定化微生物小球的比表面积、孔隙率和扫描电镜图分析,说明载体表面具有较高的比表面积,内部是具有大量孔隙的骨架结构,在内部生长的微生物和基质有充分的接触面积和机会;固定化GY2B+GP3B秸秆小球类似于一个吸附降解一体化的微型反应器.GY2B+GP3B混合菌芘代谢产物有菲-4-羧酸、二甲基酞酸、1-羟基-2-萘酸、1-萘酚和水杨酸,推测芘的降解是GY2B+GP3B混合菌集体代谢的综合作用的结果,GP3B的中间转化产物作为GY2B生长代谢的基质,使得芘得到更完全的降解.     

镉胁迫对龙葵幼苗氮代谢及其相关酶活性的影响

采用营养液培养方法,研究了系列镉浓度处理对龙葵（Solanum nigrumL）幼苗氮代谢的影响。结果表明：龙葵根系可溶性蛋白质较叶片受Cd影响更大。龙葵植株叶片和根系NO3--N含量、硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）活性均随镉浓度提高而先增后降,且随处理时间的延长而逐渐下降。叶片NO3--N含量和NR活性均在25μm镉处理8d后达到峰值,而根系NO3--N则在50μm镉处理8d后最高。叶片NO3--N含量受镉处理影响较根系稍大。然而,龙葵叶片中NH4＋-N含量随镉浓度升高和时间延长逐渐升高,100μm镉处理16d后最高,表明镉胁迫下龙葵叶片铵态氮富集效应明显。龙葵叶片和根系中谷氨酸脱氢酶（GDH）活性随镉处理浓度提高和处理时间延长而逐渐升高,100μm镉处理16d后达到峰值。     

铝胁迫下不同耐铝小麦品种活性氧代谢差异及与小麦耐铝性的关系

逆境条件下植物体内产生并累积活性氧从而破坏植物组织结构与功能,同时植物也可以通过改变活性氧代谢相关酶活性清除活性氧而减轻活性氧伤害以适应环境胁迫。为研究铝胁迫下不同耐铝小麦品种(Triticum aestivum L.)在活性氧代谢上的差异及与小麦耐铝性的关系,本试验选用小麦品种ET8(耐铝型)、ES8(铝敏感型)为试验材料研究了不同耐铝小麦品种活性氧代谢变化上的差异。结果表明,50μmol·L-1铝处理24h,ET8和ES8活性氧含量显著升高,O2·ˉ产生速率增幅分别为10.5%和20.4%,H2O2含量增幅分别为3.3%和7.6%。ET8和ES8超氧化物歧化酶(SOD)活性增幅分别为11.9%和41.6%,过氧化物酶(POD)活性增幅为51.8%和77.8%,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性增幅为54.4%和29.1%,过氧化氢酶(CAT)活性增幅为32.9%和38.4%,谷胱甘肽还原酶(GR)活性增幅为83.1%和85.5%。虽然抗氧化酶活性增加后会清除一部分活性氧,但活性氧的累积仍然造成了膜脂的过氧化,ET8和ES8丙二醛(MDA)含量分别增加18.2%和50.0%,质膜透性也随着MDA含量的升高而增加,增幅分别为1.25倍和1.36倍。综上所述,不同耐铝品种间活性氧代谢的差异是小麦品种耐铝性差异显著的原因之一。     

油田土壤微生物群落碳代谢与理化因子关系研究

基于对我国主要油田区的土壤理化性质等场地信息调查,应用Biolog和统计学方法分析理化因子与土壤微生物群落碳代谢特性的关系,揭示了不同区域油田土壤理化因子对微生物群落代谢的综合影响作用.结果表明:油田区土壤理化特性呈现地理性分布特性;总氮、总磷、速效磷、有效态铜、锌等环境因子与微生物群落的多样性正相关;可溶盐含量、pH值、总氮、总有机碳等对样点间微生物群落碳代谢的差异性贡献最大.对各油田碳代谢影响因子比较表明,不同区域的油田区土壤中影响微生物群落代谢特性的主要因子各不相同,同一理化因子在不同油田区对微生物群落碳代谢的影响程度不同.这种代谢特性与理化因子关系的区域性差异可能是土壤物化性质地理性分布以及微生物群落结构区域性差异共同作用的结果.     

亚硝酸盐和氨对日本沼虾肝胰腺代谢的影响

通过气质联用仪和液质联用仪的非靶向检测,结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)等方法,对日本沼虾肝胰腺进行代谢物分析,以研究在非致死剂量的亚硝酸盐或氨胁迫下,日本沼虾肝胰腺新陈代谢的变化。经亚硝酸盐(0.5 mg·L~(-1),以N计)胁迫2 d后,鉴定到具有显著差异的代谢化合物46个,涉及氨基酸代谢、脂肪酸代谢和甘油磷脂代谢等; p H=9.0时,氨(1.0 mg·L~(-1),以N计,即非离子氨氮为0.378 mg·L~(-1))胁迫后,鉴定出显著差异性代谢化合物52个,涉及三羧酸循环、氨基酸代谢和甘油磷脂等代谢通路。选择p H=9.0氨(1.0 mg·L~(-1))胁迫组对日本沼虾肝胰腺中的三羧酸循环进行定量验证实验,结果显示,日本沼虾肝胰腺中草酰乙酸含量与对照组相比在12 h显著升高,24 h和48 h后则与对照组无显著差异。α-酮戊二酸含量与对照组相比在12 h即有显著增加,24 h含量与对照组相比显著下降,48 h后与对照组相比无明显差异。推测p H=9.0时氨氮(1.0 mg·L~(-1))胁迫12 h即会对三羧酸循环产生影响。     

2,3,7,8-TCDD的短期暴露对HepG2肝癌细胞内小分子代谢产物的影响

为了研究二恶英对细胞的代谢毒性,探究其肝毒性的作用机制,以二恶英中毒性最强的2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二恶英(TCDD)为代表污染物,以HepG2肝癌细胞为受试对象,采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法和高效液相色谱/串联质谱法考察了TC-DD的24h暴露对HepG2细胞的增殖活性以及细胞的葡萄糖、氨基酸、尿素和甘油等小分子代谢物的影响。结果显示,短暂的TCDD暴露对HepG2细胞的增殖活性无显著影响。24h的TCDD暴露对细胞的葡萄糖消耗量无显著影响,但当TCDD浓度增至1nmol·L-1时,葡萄糖的消耗量表现出一定的降低趋势。0.01nmol·L-1TCDD就会使细胞脯氨酸和谷氨酸的合成能力下降,且谷氨酸的变化表现出明显的剂量-效应关系;TCDD可刺激细胞对缬氨酸、苏氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸以及亮氨酸与异亮氨酸的吸收,并具有明显的浓度依赖性。随着TCDD浓度的增加,甘油和尿素产生量的降低趋势逐渐明显,1nmol·L-1TCDD处理24h后,甘油和尿素的产生量仅为对照组的1%和18%。研究表明,TCDD在短时间内使HepG2细胞内的一系列小分子代谢产物发生了不同程度的改变,且呈现出一定的剂量-效应关系。可见,TCDD可通过干扰HepG2肝癌细胞的代谢过程产生毒性。     

产电微生物基因组及代谢网络分析

产电微生物的生物信息学分析是微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)研究中的关键环节,各种生物信息学分析方法已经开始应用于产电微生物研究.本文综述了目前产电微生物基因组、功能基因组和代谢网络分析的重要方法,包括基因和基因表达信息分析、基因组和比较基因组分析、代谢网络建模和计算机模拟等,其中,产电微生物代谢网络的构建是联系上游基因组分析和下游基因工程改造的关键,是目前相关研究面临的挑战.生物信息学分析必将促进干实验与湿实验的紧密结合,促进发现电子转移相关功能基因,解析微生物产电机制,优化代谢网络,由此指导基因工程改造产电微生物,最终提高产电效率.