氯代苯胺类化合物微生物降解的研究进展*

对氯代苯胺类化合物(Chlovoanilines,CAS)好氧微生物降解的研究现状进行了系统的综述,内容包括具有降解氯代苯胺类化合物能力的微生物、氯代苯胺类化合物的代谢途径及相关代谢酶的分析、降解质粒和关键代谢酶的基因克隆和表达,并提出了氯代苯胺类化合物好氧微生物降解研究中存在的问题和尚需进一步研究的方面。     

细菌降解木质素的研究进展

木质素是自然界最丰富的芳香化合物,其分解与陆地上碳循环密切相关。提取木质纤维素中的葡萄糖使其转化成乙醇,是生产第二代生物能源的关键步骤。但是由于木质素是一种非常稳定的化合物,难以降解是实现生物乙醇转化的主要屏障,因此关于木质素的生物降解研究具有非常重要的意义。真菌降解木质素的研究已经深入的进行了多年,并取得丰富的成果,但是关于细菌降解木质素的研究还处在初级阶段。由于广泛的生长条件和良好的环境适应能力,细菌在木质素降解方面深受研究人员的关注。本文通过总结前人的研究成果,讨论了木质素的降解机制、代谢途径及细菌降解木质素的工业应用前景,同时还展望了分子生物学及生物信息学在木质素降解方面的应用前景。     

细菌降解邻苯二甲酸酯的研究进展

邻苯二甲酸酯(Phthalates esters, PAEs)是一类混合在塑料中以增强其可塑性和多功能性的有机化合物。同时,PAEs也是一种典型环境内分泌干扰物,长期生产和使用塑料制品已对环境和生物体乃至人类身体健康造成危害。研究发现微生物降解已成为削减环境中PAEs的主要途径。文中对近年来国内外在PAEs的结构及分类、毒理学效应、在环境中的污染状况、细菌降解的菌株多样性、降解途径及分子机制等方面的相关研究进行了总结与回顾,以期对解决PAEs的污染问题提供参考。     

噬菌体与细菌相互作用的分子机制研究进展

噬菌体与细菌是自然界中存在最广泛的两类微生物,两者在群体水平、个体水平以及分子水平上均存在复杂的相互作用关系.细菌能够影响溶原性噬菌体的溶原-裂解决策,而被噬菌体感染的细菌基因表达谱也会受到噬菌体影响,使宿主菌的代谢、应激、抵抗力、毒性等多种性状发生改变.现从细菌和噬菌体两者的角度,分别综述细菌抵抗噬菌体感染以及噬菌体...     

好氧细菌对多环芳烃降解机制的研究进展

多环芳烃(PAHs)是指两个或两个以上的苯环以线性排列、弯接或簇聚方式构成的一类碳氢化合物.这类化合物广泛分布于环境中,具有潜在的致畸性、致癌性和遗传毒性.在自然环境中,好氧细菌对PAHs的生物降解是一种很重要的方式,凸显其在清除环境PAHs污染物中具有广阔的应用前景.在过去二十多年中,科学家们已经从基因水平上对好氧细菌降解PAHs的机制进行了深入的研究,其中包括PAHs降解基因的多样性、与PAHs降解有关的基因以及细菌群体PAHs遗传适应机制等.在此,就好氧细菌对多环芳烃降解机制的研究进展进行了综述和讨论.     

光合细菌对芳香族化合物厌氧降解的研究进展

许多被有毒性的芳香族化合物污染的环境实际上是缺氧的 ,因此芳香族化合物的厌氧降解逐渐引起人们的兴趣。芳香族化合物的厌氧还原降解机制从根本上不同于好氧条件下的氧化降解机制 ,而光合细菌一直以来是研究芳香族化合物厌氧降解的模式菌株。因此 ,从生理学、酶学及分子生物学角度出发概括了对光合细菌厌氧降解芳香族化合物的研究动态。     

细菌胶原酶和胶原降解酶及在人类疾病中的作用

胶的是皮肤、腱和软骨的主要成分,导致这类蛋白隆 丢失的任何过程与健康均有密切关系。许多人类致病菌均能产一胶原降解酶,且可能是疾病病因的主要因素。本文根据其导致人类疾病所表现的解剖位置,讨论细菌溶胶原酶在肌肉和软组织、皮肤、口腔等组织中的致病性。     

石油降解细菌降解条件优化研究

采用富集培养法从工业油污土壤中分离到1株能以石油为惟一碳源而生长的细菌菌株,采用正交设计实验对该菌株的降解条件进行了初步研究。结果表明,最佳降解条件为NH_4Cl 4.0 g/LL,K_2HPO_4 1.5 g/L,pH 8.0,NaCl 15.0 g/L。在最佳条件下,浓度为1 mL/L的原油可在4 d内降解50%以上。     

弗氏柠檬酸细菌完整细胞TNT降解酶的性质

弗氏柠檬酸细菌(Cizrobacter freundii)在好氧和兼性好氧条件下具有很强的降解2,4,6-三硝基甲苯(a-TNT)的能力。该菌在牛肉汁培养基中30℃摇床培养10小时,其完整细胞TNT降解酶活力最高。酶反应最适pH为7．2,最适温度为30℃,酶的pH和温度稳定性较佳,在PH 6.0--8.0时,30℃保温12小时,保留活力90％以上,30小时仍有76％剩余活力。作用于a—TNT的米氏常数(Kin)为5印^f,最大反应速度(Vmax)为0．22／zM／mg蛋白／,J、时。金属离子“g’、Hg冲和。U蚌对酶活力有强烈抑制作用,EDTA无明显抑制。底物类似物间一二硝基苯、2,4-二硝基苯酚和对硝基酚(0.3mM)对酶活力也有一定程度的抑制作用。     

粘细菌次生代谢产物中大环类化合物的研究进展

粘细菌可以产生多种次生代谢产物,是继放线菌、芽胞杆菌之后的第3大类次级代谢产物产生菌。本文综述了粘细菌次生代谢产物中大环类化合物的研究进展。首先介绍了粘细菌中分离的主要大环类化合物种类、结构特征及来源菌株;然后分别从抗肿瘤、抗菌、抗病毒等几方面对其生物活性进行概述;最后对粘细菌次生代谢产物中大环类化合物的相关研究工作进行了展望。     

环境内分泌干扰物雌激素的微生物降解研究进展

雌激素是一类重要的环境内分泌干扰物。微生物降解是一种去除环境雌激素与进行环境修复的最绿色、环保、经济的方法。本文从分析雌激素的主要来源和危害、归纳国内外已报道的雌激素降解菌、总结雌激素降解的相关基因和组学研究进展、阐述雌激素的降解通路和降解机制这4个方面,概括阐述了环境雌激素的微生物降解作用,并对未来雌激素降解研究的主要内容与方向提出展望。     

邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）的细菌生物降解

邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(dis(2-ethylhexyl)phthalate, DEHP)是一种人工合成的有机化合物,其作为增塑剂,因具有优良的柔韧性、可塑性和耐久性等特征而被广泛应用在个人护理、医疗器械、食品包装和塑料制造等领域。DEHP在土壤、水体和大气等环境中普遍存在,且由于DEHP是一种常见的内分泌干扰物,具有生殖毒性、免疫毒性以及神经毒性等,不仅给生态环境造成了威胁,而且可通过食物链进入人体给健康带来危害。因此,去除环境中的DEHP备受关注。DEHP的生物降解被认为是最绿色环保的降解方式,目前已有不少关于DEHP生物降解的研究报道。本文综述了DEHP的污染及危害、细菌生物降解现状,重点介绍了DEHP经酯键水解、β氧化、原儿茶酸降解、苯甲酸降解以及三羧酸循环等过程实现完全降解的途径,以及从基因层面阐述DEHP降解的分子机制,并针对DEHP生物降解目前还存在的问题进行总结和展望,为环境中DEHP有效生物降解提供参考。     

高效木聚糖降解酶系定制的新进展与挑战

木聚糖是植物细胞壁中含量最丰富的非纤维素多糖,大约占陆地生物质资源的20%-35%。不同物种来源的木聚糖结构因取代方式不同而具有广泛的异质性,这对生物质资源向生物燃料和其他高值产品高效转化提出了重大挑战。因此,需要开发由不同类型酶组成的最佳混合物以有效糖化木聚糖类底物。但是针对特定类型的底物设计高效降解酶系十分困难,应考虑底物的类型、底物的组成和物理性质、多糖的聚合度以及不同降解酶组分的生化性质等。本文从不同植物木聚糖的结构异质性与合成复杂性方面展示了其抗降解屏障,同时介绍了木聚糖主链降解酶系及侧链降解酶系的多样性以及协同降解作用,综述了复杂生境中微生物种群产生的混合酶系、降解菌株产生的高效酶系,以及基于特定木聚糖底物改造并定制简化高效的酶系统。随着不同种类木聚糖精细结构和木聚糖降解酶底物特异性的深入研究,针对特定底物类型进行绿色高效木聚糖酶系定制,加速木聚糖类底物的降解,从而实现木质纤维素资源的绿色高值化利用。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯降解酶的研究进展

聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)因其良好的耐用性和可塑性,已在世界范围内的工业领域和日常生活中得到广泛应用。目前自然环境中大量PET使用废弃物的积累和迁移给全球生态系统带来了严重负担,因此PET的降解问题已成为全球性的热点问题。微生物酶降解法目前被认为是一种理想绿色PET降解方法,有希望应用于大规模降解PET废弃物降解处理。传统的PET降解酶主要包括脂肪酶、酯酶和角质酶等,但这些酶的PET降解活性相对不高。近期科学家从Ideonella sakaiensis细菌中分离了一种新型水解酶PETase,能够特异性高效降解PET。本文从结构生物学角度对多种PET降解酶进行梳理,重点总结了新近发现的PETase催化机制,为发展改造更有效的PET降解酶提供理论依据。     

微生物降解秸秆木质素的研究进展

我国秸秆资源丰富,每年产生逾8亿t作物秸秆。通过秸秆直接还田或肥料化还田不仅可以减少化肥的施用量,缓解农业污染压力,还能实现农作物秸秆的循环利用。木质素结构复杂,且与纤维素和半纤维素相互缠绕,因此秸秆的自然腐解过程中,木质素是主要的限速因子,为了提高降解效率,木质素降解菌的发掘和降解机制也逐渐成为研究热点。本文综述了降解木质素的真菌和细菌的研究现状,对比其真菌和细菌降解特性的优缺点并分析复合降解菌群的优势。随后对木质素降解酶系的酶学性质、在不同微生物中的表达特性进行总结,对木质素降解机制及衍生芳烃代谢路径的研究进展进行综述。最后整理木质素降解微生物在秸秆肥料化技术中的应用进展,并探讨了微生物降解秸秆木质素的应用前景和未来的研究方向。     

铜离子对混合菌群降解三氯乙烯的影响与机制分析

在三氯乙烯(TCE)胁迫条件下,从生活垃圾填埋场覆盖土中富集得到了可高效降解TCE的混合菌群SWA1。考察了铜离子浓度0-15μmol/L范围内混合菌群对TCE的降解,当铜离子浓度为0.03μmol/L时,降解速率最大为29.60 nmol/min,降解率达95.75%。此条件下的pmo A和mmo X表达量均达最大值,pmo A的相对表达量(4.22 E-03)比mmo X(9.30 E-06)和Lmp H(0)高3个数量级。在0-0.75μmol/L和1-15μmol/L两个铜离子浓度区间,分别出现了TCE降解峰值,高通量测序结果表明,甲基孢囊菌科Methylocystaceae的甲烷氧化菌为优势微生物。随着铜离子浓度提高,混合菌群SWA1生物多样性显著降低。铜离子浓度的变化影响了混合菌群的结构和活性,进而影响了TCE降解机制。当铜离子浓度为0.03μmol/L时,降解机制包括TCE直接降解和甲烷氧化菌共代谢降解。当铜离子浓度为5μmol/L时,降解率可达到84.75%。此时,降解机制包括TCE直接降解以及甲烷氧化菌和含苯酚羟化酶菌群的共代谢降解。     

石油污染生态系统中细菌群落结构及其代谢机制研究进展

石油化工产品的不合理处置与泄漏导致石油及其衍生物大量释放到环境中,由此造成的环境污染问题日益严重,石油污染已成为全球性公害之一。微生物修复技术凭借其成本低、环境友好等优势,广泛应用于石油污染的治理。大量研究表明功能微生物群落在石油污染生态系统的修复体系中发挥了重要的作用。其中,细菌是最主要、最活跃的石油降解微生物。然而,在原位/异位生物修复过程中,存在功能菌群在污染体系中难维持、易失调及石油烃降解途径不明晰等问题。因此,本文总结了石油污染自然生态系统和微宇宙实验体系中的细菌群落结构、石油烃代谢机制及相关功能基因,并对微生物法处理石油污染的未来研究方向提出展望,为石油污染场地生物修复方案的制定提供理论参考。     

Assay and properties of alginate lyase and 1, 3-β-glucanase in intertidal sands

Summary Alginate lyase and 1, 3--glucanase activity were detected in intertidal sands below decomposing seaweeds (Fucus sp. andLaminaria sp). Linear relationships between activity and sand weight; length of incubation and substrate concentration, were established for both enzymes. Other properties of these enzymes in intertidal sands are reported.     

Characterization of a β-glycosidase from the thermoacidophilic bacterium Alicyclobacillus acidocaldarius

In cell free extracts of the thermoacidophilic gram-positive bacterium Alicyclobacillus acidocaldarius ATCC27009, we have identified β-gluco- and galactosidase activities showing a specific activity of 0.1 and 12 U/mg, respectively. The two enzymatic activities are associated with different polypeptides and we show here the functional cloning, the expression in Escherichia coli and the characterisation of the β-glucosidase (Aaβ-gly). The enzyme, which is optimally active and stable at temperatures above 65°C, belongs to glycoside hydrolase family 1 (GH1) and shows wide substrate specificity on different aryl-glycosides and cello-oligosaccharides with k _cat/K _M for 4-nitrophenyl-β-D-glucoside and cellobiose of 2,976 and 185 s⁻¹mM⁻¹, respectively. Interestingly, upstream to the β-glycosidase gene, we identified a second ORF homologous to the ATPase subunit of the bacterial ABC transporters (abc1) that is co-transcribed with the β-glycosidase gene glyB and that could be involved in the carbohydrate import. The activity of the enzyme on cello-oligosaccharides of up to five glucose units strongly indicates that the enzyme could be involved in vivo in the degradation of glucans together with endoglucanase enzymes previously described. This, together with the co-expression of the two genes, suggests a role for the glyB-abc1 cluster in A. acidocaldarius in the degradation of cellulose and hemicelluloses. Enzymes: EC 3.2.1.21; EC 3.2.1.23; EC 3.2.1.25; EC 3.2.1.38; EC 3.2.1.37 An erratum to this article can be found at