氧化亚铁硫杆菌固定化技术研究

在生物脱硫过程中 ,以H - 2软性填料作为氧化亚铁硫杆菌 (Thiobacillusferrooxidans)的固定化载体 ,构建了固定床生化反应器。考察了不同稀释率固定下床生化反应器氧化Fe2 + 的情况 ,在通气量为 330L/h ,稀释率为 0 6h-1条件下 ,Fe2 + 最大氧化速率达 7 6 7g[Fe2 + ]/L·h。该反应器连续运行 10 0d,固定化细胞稳定性良好     

氧化亚铁硫杆菌分离复壮及固定化的研究

用稀释涂布平板法从已退化的氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans）菌液中分离出氧化活性较高、生命力强的氧化亚铁硫杆菌T1。以H2软性填料作为氧化亚铁硫杆菌的固定化载体,构建了固定床生物反应器。考察了固定床生物反应器氧化Fe2+的情况：Fe2+最大氧化速率达7.67g/(L·h)。并对固定床生物反应器运行过程中在载体表面形成的沉淀物进行了研究,通过X衍射证明此沉淀物为黄钾铁矾［Kfe3(SO4)2(OH)6］。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌ISC铁硫簇系统的合成

【目的】铁硫簇是最古老的一种氧化还原中心,它普遍存在于所有生命体内,在光合作用、呼吸作用和固氮作用这三个地球生命最基本的代谢途径中扮演着重要的角色。【方法】以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans ATCC 23270)基因组为模板,克隆表达其ISC铁硫簇组装的3个核心蛋白,IscS(半胱氨酸脱硫酶蛋白)、IscU(支架蛋白)和IscA(铁供体蛋白)。【结果】研究发现IscS能催化半胱氨酸脱硫,为铁硫簇的组装提供硫,支架蛋白IscU不具备结合铁的能力,IscA具有较强的铁结合能力。【结论】铁硫簇体外组装证明Fe-IscA在体外能将结合的铁传递给IscS,并在IscU上进行铁硫簇的组装。     

生物脱硫中氧化亚铁硫杆菌固定化技术的研究

在生物脱硫过程中,以焦碳为填料作为固定化载体,进行了氧化亚硫杆菌的固定化技术研究。在初始pH2、温度为30℃左右、通气量0.5m3/h、喷淋量1.0L/h条件下,挂膜后只需12h,Fe2 氧化率可达95.28%,其Fe2 平均氧化速率是游离细胞时的8倍。氧化亚铁硫杆菌固定化细胞经长期低pH值驯化后,仍能保持对Fe2 具有较高的氧化活性;只需20hFe2 氧化率就达95.05%,Fe2 平均氧化速率达0.38g/(L/h)。     

海藻酸钙包埋氧化亚铁硫杆菌的固定化研究

采用非稳态法测定FeSO4在包埋和未包埋氧化亚铁硫杆菌的凝胶中的有效扩散系数。结果表明,FeSO4在凝胶中的有效扩散系数De随着海藻酸钠浓度的升高而降低,当海藻酸钠浓度为2%时最优;凝胶剂CaCl2的浓度对扩散系数的影响较小。包埋的氧化亚铁硫杆菌在10h达到增殖平衡,而FeSO4在包埋细菌的凝胶内扩散系数明显减少。     

氧化亚铁硫杆菌培养过程中沉淀的研究

为了减少氧化亚铁硫杆菌培养过程中产生的沉淀,对氧化亚铁硫杆菌培养过程中产生的沉淀物进行了研究,确定了在pH为1．5,K2HPO4用量为0．25g/l,KH2PO4为0．195g/l时菌体可以保持其最高氧化活性,同时产生最少量沉淀物的培养条件,并发现沉淀物对菌体的生长和氧化Fe^2 没有影响。利用饥饿状态的氧化亚铁硫杆菌证明了菌体在一定条件下可以利用黄铁钒沉淀中的部分离子进行生长繁殖。     

氧化亚铁硫杆菌对金属铜的加工

材料加工的传统技术包括物理方法和化学方法。当今 ,生物技术已进入各个领域 ,也渗透到材料加工领域。因此 ,材料加工技术也包括生物方法。根据加工工件体积变化 ,生物方法加工分为生物去除加工 (Ｒｅｍｏｖａｌ)、生物沉积加工 (Ａｄｄｉｔｉｏｎ)和生物成形加工 (Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ)。研究生物加工方法的最早报导是 1 993年日本冈山大学宇野义幸等人[1～ 3] ,证实了细菌对纯铁、纯铜去除加工的可能性以及附加电场的作用。国内的研究工作进一步证实了生物加工能力 ,并加工出微小齿轮[4～5] 。本文报导氧化亚铁硫杆菌 (Ｔｈｉｏｂａｃ…     

微生物接种密度和矿物收集时间对生物沥浸中次生铁矿物形成的影响

在嗜酸性氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans作用下, 污泥生物沥浸体系中常会有次生铁矿物形成, 这些矿物对污泥脱水和重金属溶出有重要影响。在FeSO4-K2SO4-H2O生物成矾临界点模拟生物沥浸过程, 考察了Acidithiobacillus ferrooxidans菌接种密度和矿物收集时间对次生铁矿物的影响。结果表明, 微生物接种密度和矿物收集时间对生物沥浸过程中次生铁矿物的重量及其类型均有一定影响, 随矿物收集时间的推迟, 溶液中含有的一价阳离子(如K+等)可导致施氏矿物向黄铁矾发生转变, 并成为影响铁矿物类型的主导因素。     

氧化亚铁硫杆菌氧化亚硫酸盐的动力学研究

实验用Ms培养基,利用去除铁离子的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)进行了细菌亚硫酸盐的生长代谢研究。实验结果表明氧化亚铁硫杆菌对亚硫酸根具有一定的氧化能力。用Origin 7.0对实验数据进行拟合处理,表明了氧化亚铁硫杆菌催化氧化亚硫酸盐的动力学方程符合Hill方程。氧化亚铁硫杆菌催化氧化亚硫酸盐是一个底物抑制的细胞反应,其KS值随pH值和底物浓度的改变而变化。pH值对反应有很大的影响,pH值越接近中性KS就越小,反应速率就越大。     

氧化亚铁硫杆菌及其硫氧化机理

烟气SO2引起的酸雨污染是当代世界面临的重大环境问题之一。对烟道气脱硫用微生物—氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f)进行了介绍,并在文献分析的基础上,对T.f催化氧化S(IV)机理进行了讨论。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长动力学

在确定二价铁离子为A.f生长过程中惟一限制性底物条件下,通过考察初始亚铁离子浓度、初始pH值两种影响亚铁离子氧化代谢的主要因素来研究细菌的生长特性,得到以限制性底物亚铁离子浓度为表征的细菌生长曲线。利用基于Monod方程建立的细菌生长动力学方程模型,采用Matlab软件中的Gauss-Newton算法确定了在不同条件下细菌生长动力学参数,包括最大比生长速率μm、Monod常数K及Ro,推导出了不同条件下A.f对数期以底物Fe(Ⅱ)浓度为表征的生长动力学方程。     

固定化氧化亚铁硫杆菌培养条件对黄铁矾沉淀的影响

以聚乙烯醇-海藻酸钠复合材料为载体,Ca(NO3)2为交联剂对氧化亚铁硫杆菌进行包埋固定化。该固定化细胞的连续培养技术可以用于处理H2S、SO2,为了减少减少固定化细胞培养过程中带来许多不利效应的黄铁矾沉淀 (NH4Fe3(SO4)2(OH)6）,采取了改变初始pH值和目前普遍采用的9K培养基中的(NH4)2SO4浓度,K2HPO4浓度三种方法。结果显示：在三种方法中,降低(NH4)2SO4浓度是比较可行的一种方法,当(NH4)2SO4从3.0 g/L降低到0.5g/L,Fe2+氧化速率几乎没有受到影响,沉淀形成速率却减少了45%。在固定化细胞连续运行时,降低9K培养基中(NH4)2SO4的含量,当稀释率为0.4 h-1,运行时间为96 h,Fe2+氧化速率高达3.75 g/L.H,结果显示反应柱内沉淀明显减少,同时Fe2+氧化速率并没有明显变化。     

铜蓝精矿的生物浸出

采用两种嗜酸硫杆菌(嗜酸氧化亚铁硫杆菌和喜温硫杆菌)对铜蓝进行生物浸出,实验在有或没有4 g/L硫酸亚铁pH 2．0、150转/分、35℃的三角瓶中进行。实验结果表明:用两种菌混合浸出的铜几乎等于嗜酸氧化亚铁硫杆菌单独浸出的铜;另外,亚铁的加入能提高铜的浸出。     

Cytochromes c of Acidithiobacillus ferrooxidans

The chemolithoautotrophic Gram-negative bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans is versatile and can grow on a number of electron donors and acceptors. In the A. ferrooxidans ATCC 23270 genome, computer analysis identified 11 genes encoding putative cytochromes c. At least eight putative cytochromes c were differentiated on gels in ATCC 33020 cells grown on ferrous iron or sulfur. All these cytochromes were associated with the inner or the outer membranes. Lower levels of total cytochromes c were observed in sulfur- than in ferrous iron-grown cells. One cytochrome c was specific for sulfur conditions while three were specific for iron conditions, suggesting that cytochrome c synthesis is modulated depending on the electron donor.     

固体平板磁泳分离细菌新方法的研究

氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）能够在胞内形成电子致密的磁性颗粒,它的这种特性使利用氧化亚铁硫杆菌合成生物纳米磁性材料成为了可能。本课题组为了筛选出合成磁性颗粒能力强的菌株,对原有的液体磁泳进行了改进,采用了新的固体平板磁泳方法来筛选纯化目的菌株。经过磁泳分离后,细菌中含磁性颗粒的细胞比例由原始菌群的30％上升到90％,胞内含有的磁颗粒数目也由1~2颗增加至2~5颗,筛选得到的细菌在人工磁场下会进行趋磁运动。实验结果表明,氧化亚铁硫杆菌具有较弱的趋磁性,在人工磁场下会进行趋磁运动,但仅在地磁场作用下不能定向运动,利用固体平板磁泳筛选纯化含有磁性颗粒的氧化亚铁硫杆菌的方法是切实可行的,磁泳分离技术的进一步完善和改进为传统的微生物菌种分离提供了新的途径,为研究纯氧化亚铁硫杆菌菌株胞内磁性颗粒的形成条件及机理提供了前提条件,也为今后从浸矿细菌中分离筛选更多的含有磁性颗粒的菌株打下基础。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌ATP硫酸化酶的表达、纯化及性质鉴定

ATP硫酸化酶是一种催化ATP和SO42-反应生成腺嘌呤-5’-磷酸硫酸(APS)和焦磷酸盐(PPi)的酶,它是硫酸根同化反应第一步的关键酶。以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidansATCC 23270)基因组为模板,用PCR扩增得到ATPS基因,并克隆到表达载体pLM1上。加入IPTG的诱导表达,用AKTA蛋白纯化仪的镍柱亲和层析纯化得到浓度和纯度都较高的ATPS蛋白。SDS-PAGE分析,证实其分子量大小为33 kD,并成功的测出了其活性,比活达3.0×103U/mg。     

固定化Acidithiobacillus ferrooxidans对Fe2+氧化及其生物反应器研究进展

Acidithiobacillus ferrooxidans 对Fe2+的生物氧化是一个非常重要的反应过程, 在生物浸矿、H2S等废气的脱硫、含重金属污泥和酸性矿坑废水的处理等领域有着重要的应用。近些年来,大量的研究主要集中A. ferrooxidans及其反应过程等方面,然而,A. ferrooxidans对Fe2+的催化氧化速率缓慢和稳定性欠佳等问题仍然限制了其商业应用。因此,对A. ferrooxidans的固定化及其生物反应器研究是该技术进一步发展的关键。本文评述了A. ferrooxidans最新应用、存在的问题和解决办法,重点比较了目前文献中报道的各种A. ferrooxidans固定材料、方法,并对目前采用的各种固定化A. ferrooxidans生物反应系统的效率和结构等方面进行了讨论和分析。     

Purification and Some Properties of Thiosulfate Dehydrogenase from Acidithiobacillus ferrooxidans

Abstract

Thiosulfate dehydrogenase was purified from Acidithiobacillus ferrooxidans using three purification steps. The purification procedure involved ammonium sulfate fractionation, ion‐exchange chromatography, and gel permeation chromatography. Specific activity of the purified enzyme (after IEC) was 3.26 nkat/mg, and yield of the enzyme was 78%. The purity of the enzyme was checked by polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of sodium dodecyl sulfate. The enzyme is a tetramer composed of four probably identical subunits of relative molecular weight 45,000. The pH optimum of the enzyme reaction in the direction of substrate oxidation was found to be 3.0. The isoelectric point of the enzyme was 8.3. Enzyme activity was found to be particularly sensitive to the histidine‐selective reagent diethylpyrocarbonate. Reagents selective for arginine, cysteine, and tryptophane had no effect on enzyme activity.     

Bioadsorption of arsenic from aqueous solution by the extremophilic bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans DLC-5

The bioadsorption of heavy metal ions to process industrial and solid wastes is an attractive technology from an economical and environmental point of view. This study investigated the equilibrium, thermodynamics and bioadsorption characteristics of arsenite (iAs^III) and dimethylarsinate (DMA^V) by Acidithiobacillus ferrooxidans (A. ferrooxidans) DLC-5 in aqueous solution. Optimum bioadsorption conditions were determined by identifying the optimum temperature, pH, biomass dosage, initial arsenic concentration and contact time. The equilibrium data were then applied to Langmuir and Freundlich isotherm models. The results indicated that the bioadsorption processes for both iAs^III and DMA^V involved pseudo-second-order kinetics. Additionally, the bioadsorption of iAs^III and DMA^V by A. ferrooxidans DLC-5 was feasible, spontaneous and endothermic under the tested conditions. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) showed that –OH and –NH groups were involved in the bioadsorption process. A. ferrooxidans DLC-5 demonstrates potential for use in removing arsenic from aqueous solutions, especially those with very low arsenic concentrations.