混合菌群YC-BJ1对有机磷阻燃剂的降解及16S rRNA基因多样性分析

作为阻燃剂,有机磷酸酯广泛应用于工业制品和人类生活用品中,是一种全球性的环境污染物,因其具有特殊的理化性质,自然条件下很难水解。因此,对有机磷酸酯的微生物降解成了当下的研究热点。通过持续逐级富集,从北京某垃圾处理厂渗透液中富集到一个混合菌群(编号为YC-BJ1),并在降解特性、底物谱以及物种组成多样性3个方面对其进行定性鉴定。该菌群能够高效降解磷酸三苯酯(Triphenyl phosphate, TPhP)和磷酸三甲苯酯(Tricresyl phosphate, TCrP),培养4 d能够实现对100 mg/L TPhP和TCrP的基本降解,降解率分别为99.8%和91.9%。降解特性研究发现,该混合菌群具有出色的环境适应能力,能够在较宽的环境条件下(温度15–40℃,pH 5.0–12.0, 0%–4%盐)保持对TPhP的降解能力。底物谱分析发现,混合菌群YC-BJ1能够降解部分含氯有机磷阻燃剂,培养4d,对磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(Tris(1,3-dichloroisopropyl)phosphate,TDCPP)和磷酸三(2-氯乙基)酯(Tris(2-chloroethyl) phosphate, TCEP)的降解率分别为16.5%和22.0%。16S rRNA基因物种多样性分析发现,混合菌群YC-BJ1中物种丰度最高的3个菌属分别是生丝微菌属Hyphomicrobium (38.80%)、金黄杆菌属Chryseobacterium (17.57%)和鞘氨醇盒菌属Sphingopyxis (17.46%)。与目前已报道的有机磷阻燃剂降解菌和菌群相比,混合菌群在降解效率和环境适应能力方面都具有极大的优势,有较广泛的应用空间。高效降解菌群的富集能够为有机磷阻燃剂的降解及其环境污染生物修复提供微生物资源,并为其降解机理的探索提供支持。     

MehpH的生化与结构特性（英文）

【目的】本研究旨在系统探究环境因素对邻苯二甲酸单乙基己基酯水解酶(monoethylhexyl phthalate hydrolase,MehpH)活性的影响,模拟该酶的3D结构并分析活性中心氨基酸残基与底物之间的相互作用。【方法】根据标准的酶学实验验证了环境因素对酶活性的影响。该酶的基本结构分析由DNAMAN(2.1)分析所得,同时利用SWISS-MODEL对其3D模型进行预测,并通过PyMOL软件对相关结果作了可视化处理。Autodock工具,Swiss-Pdb以及Py MOL均用以酶与邻苯二甲酸单乙基己基酯(monoethylhexyl phthalate,MEHP)的相互作用分析。【结果】该酶的初级结构与已报道Gordonia sp.P8219菌株中的酯类水解酶相似,该酶的最适温度与p H(分别为40°C和8.0)和菌株P8219有所不同;该酶在有机溶剂、洗涤剂和金属离子环境中表现出良好的稳定性;然而,其酶活受2 mol/L的Ni~(2+)、Fe~(3+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)离子,1 mol/L苯甲基磺酰氟(PMSF),0.5 mol/L的对氧磷,1 mol/L苯基醚(PGO),2 mol/L焦碳酸二乙酯(DEPC)和5 mol/L的毒扁豆碱所抑制。丝氨酸水解酶中高度保守五肽基序GXSXG与催化三联体HSD结构均存在于该酶的编码序列中。根据分子对接结果,Thr152与Ser230在水解酶与其模板之间也显得更为保守,且与MEHP联系较为紧密(分别为5.8?和3.6?),可能起着重要的催化作用。而MEHP与催化氨基酸残基Ser125、His291、Asp259并不十分靠近。【结论】YC-RL2中MehpH在有机溶剂、洗涤剂以及金属离子环境中具有稳定的生物活性,表明其具有良好的应用潜力。酶的结构及活性中心得到了初步的分析,对于催化机理及酶改造研究具有重要意义。     

MehpH的生化与结构特性

[目的]本研究旨在系统探究环境因素对邻苯二甲酸单乙基己基酯水解酶（monoethylhexyl phthalate hydrolase,MehpH）活性的影响,模拟该酶的3D结构并分析活性中心氨基酸残基与底物之间的相互作用。[方法]根据标准的酶学实验验证了环境因素对酶活性的影响。该酶的基本结构分析由DNAMAN （2.1）分析所得,同时利用SWISS-MODEL对其3D模型进行预测,并通过PyMOL软件对相关结果作了可视化处理。Autodock工具,Swiss-Pdb以及PyMOL均用以酶与邻苯二甲酸单乙基己基酯（monoethylhexyl phthalate,MEHP）的相互作用分析。[结果]该酶的初级结构与已报道Gordonia sp. P8219菌株中的酯类水解酶相似,该酶的最适温度与pH （分别为40℃和8.0）和菌株P8219有所不同;该酶在有机溶剂、洗涤剂和金属离子环境中表现出良好的稳定性;然而,其酶活受2 mol/L的Ni²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺和Zn²⁺离子,1 mol/L苯甲基磺酰氟（PMSF）,0.5 mol/L的对氧磷,1 mol/L苯基醚（PGO）,2 mol/L焦碳酸二乙酯（DEPC）和5 mol/L的毒扁豆碱所抑制。丝氨酸水解酶中高度保守五肽基序GXSXG与催化三联体HSD结构均存在于该酶的编码序列中。根据分子对接结果,Thr152与Ser230在水解酶与其模板之间也显得更为保守,且与MEHP联系较为紧密（分别为5.8 Å和3.6 Å）,可能起着重要的催化作用。而MEHP与催化氨基酸残基Ser125、His291、Asp259并不十分靠近。[结论]YC-RL2中MehpH在有机溶剂、洗涤剂以及金属离子环境中具有稳定的生物活性,表明其具有良好的应用潜力。酶的结构及活性中心得到了初步的分析,对于催化机理及酶改造研究具有重要意义。