假单胞菌ZWL73降解4-氯硝基苯的代谢途径研究

氯代硝基芳香烃是一类环境中难以降解的有毒污染物.一株高效分解4-氯硝基苯的假单胞菌分离于4-氯硝基苯污染土壤,可以完全降解4-氯硝基苯,并以之为C源、N源生长.为阐明其降解4-氯硝基苯的代谢途径,通过对以底物生长的降解茵的酶学分析,检测到其还原降解的两个关键酶即初始酶硝基还原酶和苯环开环酶2-氨基-5-氯酚1,6-双加氧酶的活性:结合其它检测如培养液中降解产物分析、相关底物生长实验结果,确定了其降解途径是通过部分还原途径.     

探索假单胞菌降解4-氯硝基苯代谢新途径

尽管硝基芳香烃的微生物降解机理已经研究了二十多年,但是还有较多的硝基化毒性化合物的生物学降解机理尚待探索,特别是氯代硝基芳香烃芳环类化合物不易被活化,从而比单取代芳香烃更难以降解.     

丛毛睾丸酮单胞菌ZD4-1和铜绿假单胞菌ZD4-3降解芳香烃化合物的机理

从某农药厂二沉池污泥中筛选分离得到两株革兰氏阴性的芳香烃降解菌ZD41和ZD43。经鉴定,它们分别属于Comamonas testosteroni和Pseudomonas aeruginosa。基于16S rDNA 序列的系统分类分析,结果表明,在分类地位上菌株ZD41和ZD43 分别属于两个不同的分类亚组。苯酚降解产物紫外光谱扫描和双加氧酶检测证明,菌株ZD41利用邻裂途径降解苯酚,而ZD43则通过间裂途径降解苯酚,邻裂途径的1,2双加氧酶和间裂途径的2,3双加氧酶都是可诱导的双加氧酶,其活性强烈的依赖于降解底物的出现。芳香烃降解试验结果表明,邻裂和间裂两种途径的降解性能不一样,虽然ZD43降解苯酚的效率要高于菌株ZD41,但是ZD41降解苯酚的pH值范围以及芳烃利用基质谱宽于后者。     

4-氯乙酰乙酸乙酯羰基还原酶产生菌的筛选及产酶条件研究

从实验室保藏的菌株中,筛选到一株立体选择性较高的产4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)羰基还原酶的菌株———出芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)SW0202,菌体产酶条件研究表明,最佳的发酵培养基配方为:麦芽糖30.0g/L,酵母膏20.0g/L,蛋白胨3.0g/L,(NH4)2SO45.0g/L,KH2PO42.0g/L,MgSO4.7H2O0.7g/L,最适发酵温度及初始pH分别为:28°C和pH6.0。该菌在此条件下发酵培养24h,产菌丝体生物量16.78g干菌体/L,COBE羰基还原酶酶活力达到1007U/L。在COBE的转化反应中,产物S-CHBE的浓度达到10.12g/L,光学纯度>97%e.e.。     

恶臭假单胞菌ND6菌株catA基因的克隆和表达及其儿茶酚裂解途径探讨

恶臭假单胞菌ND6菌株的萘降解质粒pND6-1中编码儿茶酚1,2-双加氧酶的catA基因在大肠杆菌中进行了克隆和表达,并研究表达产物的酶学性质。结果表明:酶的Km为0.019μmol/L,Vmax为1.434μmol/(min.mg);具有很好的耐热性,在50℃保温45min后仍能够保留酶活力的93.7%;Fe2 对酶活性有显著的促进作用,其比活力是对照反应的292%;酶对4-氯儿茶酚的催化活性非常低,属于Ⅰ型儿茶酚1,2-双加氧酶。以萘为底物生长时,ND6菌株的细胞提取液中既存在催化邻位裂解途径的儿茶酚1,2-双加氧酶活性,也存在催化间位裂解途径的儿茶酚2,3-双加氧酶活性。以苯甲酸、对羟基苯甲酸和苯乙酸为唯一碳源生长时,ND6菌株细胞提取液的儿茶酚1,2-双加氧酶活性远远大于儿茶酚2,3-双加氧酶活性。表明ND6菌株既能通过儿茶酚间位裂解途径降解萘,也能通过儿茶酚邻位裂解途径降解萘,而以苯甲酸、对羟基苯甲酸和苯乙酸为诱导物时只利用儿茶酚邻位裂解途径。     

恶臭假单胞菌ND6菌株catA基因的克隆和表达及其儿茶酚裂解途径探讨

恶臭假单胞菌ND6菌株的萘降解质粒pND6-1中编码儿茶酚1,2-双加氧酶的catA基因在大肠杆菌中进行了克隆和表达,并研究表达产物的酶学性质。结果表明:酶的K_m为0.019μmol/L,V_max为1.434μmol/(min.mg);具有很好的耐热性,在50℃保温45min后仍能够保留酶活力的93.7%;Fe²⁺对酶活性有显著的促进作用,其比活力是对照反应的292%;酶对4-氯儿茶酚的催化活性非常低,属于Ⅰ型儿茶酚1,2-双加氧酶。以萘为底物生长时,ND6菌株的细胞提取液中既存在催化邻位裂解途径的儿茶酚1,2-双加氧酶活性,也存在催化间位裂解途径的儿茶酚2,3-双加氧酶活性。以苯甲酸、对羟基苯甲酸和苯乙酸为唯一碳源生长时,ND6菌株细胞提取液的儿茶酚1,2-双加氧酶活性远远大于儿茶酚2,3-双加氧酶活性。表明ND6菌株既能通过儿茶酚间位裂解途径降解萘,也能通过儿茶酚邻位裂解途径降解萘,而以苯甲酸、对羟基苯甲酸和苯乙酸为诱导物时只利用儿茶酚邻位裂解途径。     

产胞外邻苯二酚1，2-双加氧酶的菌种筛选和发酵条件的研究

从112株细菌中筛选出两株产胞外邻苯二酚1,2一双加氧酶的假单胞菌(Pseubomonassp.)。 进行了该菌产酶的发酵条件试验。产酶的最适温度为30℃,最适起始pH为6．8—7-0。葡萄糖、麦芽糖和甘油对产酶有明显的抑制作用,苯甲酸钠对产酶有促进作用。氨态氮对菌体生长和产酶是必需的。琥珀酸钠是酶形成的有教诱导物。采用0.15％苯甲酸钠培养基(pH6.8—7.0),于30℃振荡培养72h,每毫升发酵液酶活力可达10单位。     

代谢改造重组谷氨酸棒杆菌C4途径高效合成5-氨基乙酰丙酸

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,5-ALA)在医药和农业等领域有着广泛作用,目前主要采用大肠杆菌或谷氨酸棒杆菌以微生物发酵法合成.为了进一步提高谷氨酸棒杆菌合成5-ALA的能力,对其C4代谢途径进行了系统代谢改造.首先分别在谷氨酸棒杆菌中异源表达荚膜红杆菌和沼泽红假单胞菌的5-氨基乙酰丙酸...     

零价铁对2,4-二氯酚生物还原脱氯的影响研究

采用间歇试验, 接种驯化两月的厌氧混合微生物, 考察厌氧体系中添加零价铁(Fe0)对2,4-二氯酚(2,4-DCP)生物还原脱氯效果的影响, 并对影响“Fe0+微生物”体系的一些因素进行了探索。结果显示：与零价铁或微生物的单独作用相比, “Fe0+微生物”体系能够有效促进2,4-DCP的脱氯反应, 最佳Fe0投加量和微生物接种量分别为0.5 g/L和376.2 mgVSS/L; 初始pH = 8.0对2,4-DCP的转化效果最好, 偏酸性环境不利于污染物转化; 微生物接种量与铁用量之间有一适宜比例, 一定范围内增加微生物接种量可催生出更多可降解污染物的酶或酶系, 提高2,4-DCP的降解效果。     

硝基苯污染物的生物降解途径

硝基苯是一种有毒化合物,目前,关于硝基苯污染物的生物降解已进行了大量的研究。综述了生物降解硝基苯的两种主要途径氧化途径和部分还原途径,介绍了两种途径降解硝基苯的具体机制及相关酶和编码基因的特点,并对两种降解途径进行了简要的对比分析,为硝基苯及其它有机污染物生物降解技术的开发应用提供依据。     

联苯利用节杆菌YC-RL1中2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶BphC功能验证

【目的】通过节杆菌(Arthrobacter sp.)YC-RL1对多氯联苯降解过程中关键基因bph C的克隆与原核表达,鉴定其编码的2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶Bph C的酶活特性与功能。【方法】以菌株YC-RL1全基因组为模板进行PCR扩增获得bph C基因,将该基因转入Escherichia coli BL21(DE3)感受态细胞后进行原核表达;利用镍柱亲和层析法对Bph C酶进行纯化并分别测定该酶在不同条件下对底物2,3-DHBP的催化特性,确定其最适反应pH、温度及不同金属离子对酶活特性的影响;进一步根据米氏方程对该酶的动力学参数进行测定与分析。【结果】通过PCR扩增获得了bphC基因,其大小为930 bp;对该基因进行原核表达,所得重组蛋白BphC携带有6个组氨酸标签,经纯化后体外仍具有活性,该酶作用于2,3-DHBP时的最适pH与温度分别为pH 7.4和30°C,且在最适条件下,Fe~(2+)、Cu~(2+)及Cd~(2+)等金属离子可明显促进其酶活作用,但多数金属离子对该酶有不同程度的抑制作用;该酶在与底物2,3-DHBP作用过程中,酶促动力学常数分别为K_m:8.67 mmol/L,V_(max):27.32μmol/s,k_(cat):15.55 s~(–1),k_(cat)/K_m:1.79 L/(mmol·s),其催化效率同有关报道中同类酶的动力学特性比较均有所提高。【结论】菌株YC-RL中的bphC基因对于多氯联苯的生物降解具有至关重要的作用,其编码的BphC是重要的芳香环裂解酶,该酶对其底物具有较高的亲和性,可在体外环境中发挥高效的酶促作用,具有良好的应用价值。     

酶法催化降解2,4,6-三硝基甲苯的研究进展

2,4,6-三硝基甲苯(TNT)作为一种广泛使用的含能材料,发挥巨大作用的同时也给环境带来了严重的污染,对人类健康构成一定威胁。目前国内外的TNT处置主要有物理、化学、生物及酶法等方法,其中酶法作为一种新兴的方法,显示了良好的应用潜力,受到研究者的广泛关注,。比较了各类处理方法的优缺点,重点介绍近年来涉及TNT降解的酶学研究进展,并对酶法在TNT废水处理和土壤修复中的应用前景进行展望。     

Detection and identification of substituted phenols as intermediates of concurrent bacterial degradation of the phenoxy herbicides MCPP and 2,4-D

The concurrent bacterial degradation of 2-(2-methyl-4-chlorophenoxy)propionic acid and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid was studied using a stirred tank reactor and a bacterial culture which had been originally derived by enrichment with MCPP. High pressure liquid chromatographic methodology was used to measure both herbicides and it also resolved the corresponding phenols as intermediates, i.e., 2-methyl-4-chlorophenol and 2,4-dichlorophenol. Gas chromatography-mass spectrometry was used to verify the intermediates. UV scans of spent cultures showed that the wave-length of maximum absorption shifted from 282 nm to 280 nm toward the end of incubation, but the characteristic peaks of maximum absorption of these compounds could not be used resolved because of the overlap.