多环芳烃厌氧生物降解研究进展

多环芳烃（PAHs）是环境中广泛分布的一类持久性有机污染物,对生态环境和公众健康具有极大危害。微生物降解是环境中去除多环芳烃污染的有效途径,近年来PAHs厌氧生物降解研究逐渐取代好氧降解成为人们关注的重点。本文从PAHs厌氧生物降解的研究背景出发,从不同厌氧还原反应体系、厌氧降解微生物、PAHs厌氧生物转化途径等方面阐述了PAHs厌氧生物降解的研究概况,归纳了对PAHs厌氧生物降解有积极作用的影响因素,提出了PAHs厌氧降解研究目前存在的问题,并对该领域未来研究方向作了简述和展望。希望为多环芳烃厌氧生物降解与环境修复研究与实践提供参考。     

全氟辛烷磺酸生物降解研究进展

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)是碳氢类化合物及其衍生物中氢原子全部被氟原子取代后形成的一类化合物。全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)是一种典型的全氟化合物,对于生物具有多方面的毒性。研究发现,PFOS广泛存在于环境中,造成了一定的污染,PFOS的降解成为亟待解决的问题。但是由于PFOS稳定性高,降解较为困难,尤其是在生物降解方面的研究较少。本文主要介绍了PFOS降解技术的发展现状以及存在的问题,并提出PFOS生物降解的可能途径。     

生物降解聚烯烃类塑料研究进展

聚烯烃类塑料是一类以C–C键为骨架的高分子材料,被广泛应用于日常生活的各个领域。由于具有稳定的化学性质并且难以被环境中的微生物快速降解,聚烯烃塑料废弃物在全球范围内持续积累,造成了严重的环境污染及生态危机。近年来,利用生物方法降解聚烯烃类塑料引起了研究人员的广泛关注。自然界丰富的微生物资源为生物降解聚烯烃类塑料废弃物提供了可能,已经有一些对聚烯烃塑料具有降解能力的微生物被陆续报道。本文总结了聚烯烃类塑料生物降解资源及生物降解机制的研究进展,提出了目前聚烯烃类塑料生物降解过程存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望。     

二苯醚类除草剂的微生物降解研究进展

二苯醚类除草剂是一类广谱、高效、高选择性的除草剂,广泛应用于大豆、花生等农田一年生和多年生阔叶杂草的防除。由于该类除草剂不易降解,多年连续使用会导致其在土壤环境中的大量积累。本文概述了二苯醚类除草剂的基本结构及其对生物的影响,总结了降解二苯醚类除草剂的微生物种类、降解途径和降解过程中关键酶及其基因,分析了影响微生物降解二苯醚类除草剂的因素,对二苯醚类除草剂微生物降解未来的研究方向进行了展望,为深入研究二苯醚类除草剂的生物降解提供参考。     

有机磷酸酯阻燃剂/增塑剂的生物降解及其机制研究进展

有机磷酸酯(Organophosphate Esters,OPEs)阻燃剂/塑化剂对人类有潜在的健康风险并且广泛分布在各种环境介质中,为应对OPEs带来的挑战,绿色、高效的生物降解方式成为了当前的研究热点。文章目的是叙述目前已知的OPEs的生物降解过程及机制,主要围绕TBP、TPHP这2种热点OPEs来描述生物降解途径及其中间产物。综合来看,生物降解OPEs的主要途径是通过水解作用、羟基化作用或者甲氧基化作用来实现的,在降解过程中细胞色素P450起关键作用,最终多数降解菌能够将OPEs矿化为无机磷酸盐及其他小分子化合物,能够实现对环境的无害化。     

四环素类抗生素降解途径及其主要降解产物研究进展

四环素类抗生素在生产和贮存过程中会发生一系列非生物降解反应,其中某些代谢及降解产物,与母体相比,虽然其活性降低,但毒性却大大增强.此类抗生素随着畜禽废弃物等途径进入到环境中,随环境条件的不同将发生一种或多种降解反应,其降解方式除了非生物降解外,还包括生物降解.本文综述了四环素类抗生素在不同生态环境中的降解途径以及降解产物,并对今后的研究方向进行了探计,旨在为其生态风险评价提供有价值的参考.     

聚乙烯醇的生物降解

聚乙烯醇(PVA)是较少的可溶于水并被生物降解的乙烯聚合物之一。研究表明,在受PVA污染的自然环境中存在着能降解PVA的微生物,并从中提取出了PVA降解酶。介绍了国内外研究聚乙烯醇生物降解的情况。分别讨论了聚乙烯醇被单一菌种、共生细菌和真菌降解过程中的生物化学和生理学特性,以及结构因素对聚乙烯醇生物降解的影响。这些研究促进了可有效生物降解的PVA类材料产品项目的发展。     

多环芳烃微生物降解基因的研究进展

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类有机污染物,微生物的降解是PAHs去除的主要途径。近年来,有关PAHs微生物降解途径和代谢产物的研究已有很多报道。小分子PAHs一般可以直接被微生物降解,而大分子PAHs则需要微生物以共代谢的方式降解。在过去20年中,微生物降解PAHs的基因相继被发现,各种基因在调控PAHs降解过程中的功能也越来越清晰。本文概述了PAHs微生物降解基因方面的研究进展,详细介绍了微生物对萘、菲的降解基因,最后对PAHs微生物降解基因的应用前景进行了展望。     

拟除虫菊酯类农药降解菌及降解酶的研究概况

拟除虫菊酯类农药目前已成为我国出口的蔬菜、水果中主要的3类农药残留之一, 引起急慢性中毒事件也越来越多, 对人类、水生生物和自然环境造成很大危险。而农药生物降解作为去除农药污染的有效手段, 逐渐成为环境科学研究的热点。重点综述了拟除虫菊酯类农药降解菌的分离、降解酶的提取、纯化、降解机理、固定化研究, 并对以后要解决的问题进行了展望。     

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。     

基于电活性微生物的芳香烃类污染物转化机制研究进展

芳香烃类化合物(aromatic hydrocarbon compounds)是一类基于苯环结构的有机物,广泛分布在自然环境中,难以自然降解、易被生物积累,且有很大的环境危害性。生物法是有机化合物转化降解的主流工艺,而电活性微生物(electroactive microorganisms, EAM)因其独特的胞外电子传递(extracellular electron transfer, EET)能力和生理代谢模式在芳香烃类化合物污染修复领域具有巨大的应用潜力。电活性微生物可以通过还原脱卤、脱硝与氧化开环过程相结合的方式,最终实现芳香烃类污染物的降解矿化。本文重点综述了电活性微生物降解芳香烃类污染物过程中主要还原/氧化反应机理,归纳了电活性微生物高效还原脱卤、脱硝的关键酶活、代谢途径及转化机理,分析了不同含氧条件下电活性微生物开环方式及降解代谢途径,并通过调控微生物胞外聚合物与添加导电材料等途径来提升电活性微生物的胞外电子传递过程,总结了电极电位、电极材料、电解液性质及温度等环境因子对芳香烃类化合物降解的影响,探讨了芳香烃类污染物的强化生物降解策略的可行性。最后,展望了电活性微生物降解技...     

细菌降解萘、菲的代谢途径及相关基因的研究进展

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类在环境中广泛存在的具有毒性的污染物,微生物降解是其在自然界中降解的主要途径,因而尤为重要。随着研究的深入,关于微生物降解PAHs的分子降解机制、途径等的认识逐渐积累。以下对细菌降解萘、菲的研究进展进行了概述,介绍了萘的水杨酸降解途径,菲的水杨酸、邻苯二甲酸及其他降解途径,同时也包括降解过程中涉及的降解基因簇,如nah-like、phn、phd、nid和nag等以及细菌在PAHs胁迫条件下其他相关基因的表达与调节等方面的最新进展。这些进展可为降解菌株的分子及遗传机制研究提供理论依据,将促进通过基因工程优化降解菌、更有效地检测PAHs环境污染及实现PAHs污染的生物修复。     

5-Chloropicolinic acid is produced by specific degradation of 4-chlorobenzoic acid by Sphingomonas paucimobilis BPSI-3

We have previously shown that the bacterium Sphingomonas paucimobilis BPSI-3, isolated from PCB-contaminated soil, can degrade halogenated biphenyls, naphthalenes, catechols and benzoic acids. However, before such an organism can be used in bioremediation, it is important to characterise the degradation products and determine the degradation pathways to ensure that compounds more toxic or mobile than the original contaminants are not produced. In the degradation of 4-chlorobiphenyl, S. paucimobilis BPSI-3 produces a novel chlorinated picolinic acid. In this paper, we show that 4-chlorobenzoate is an intermediate in this degradation and, through ¹⁵N-labelling, that 5-chloropicolinate is the only nitrogenous metabolite isolated under the extraction conditions used. The position of the chlorine indicates that degradation of 4-chlorocatechol occurs exclusively via a 2,3-extradiol cleavage. These data allow us to postulate a more definitive catabolic pathway for the biodegradation of 4-chlorobiphenyl to 5-chloro-2-hydroxymuconic acid semialdehyde via 4-chlorobenzoate in S. paucimobilis BPSI-3. Received 19 April 1999/ Accepted in revised form 23 July 1999     

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。     

Chlorophenol and nitrophenol metabolism by Sphingomonas sp UG30

Sphingomonas sp UG30 is a pentachlorophenol (PCP)-degrading bacterial strain capable of degrading several nitrophenolic compounds, including p-nitrophenol (PNP), 2,4-dinitrophenol (2,4-DNP), p-nitrocatechol and 4,6-dinitro-o-cresol (DNOC). The ability to degrade both chlorophenolic and nitrophenolic compounds is probably not restricted to UG30, but may also be possessed by other pentachlorophenol-degrading Sphingomonas spp. The interesting question arises as to whether there is any point of convergence between the initial pathways of PCP and nitrophenol degradation in these microorganisms. There is some experimental evidence that PCP-4-monooxygenase is involved in metabolism of both p-nitrophenol and 2,4-dinitrophenol. Further studies are needed to confirm this and to examine the role(s) of other PCP-degrading enzymes in nitrophenol metabolism by this microorganism. In this paper, we review some of the taxonomic, biochemical, physiological and ecological properties of Sphingomonas sp UG30 with respect to biodegradation of PCP and nitrophenolic compounds. Received 19 April 1999/ Accepted in revised form 21 August 1999     

Microbial degradation of phenol and phenolic derivatives

Phenol and its derivatives are one of the largest groups of environmental pollutants due to their presence in many industrial effluents and broad application as antibacterial and antifungal agents. A number of microbial species possess enzyme systems that are applicable for the decomposition of various aliphatic and aromatic toxic compounds. Intensive efforts to screen species with high‐degradation activity are needed to study their capabilities of degrading phenol and phenolic derivatives. Most of the current research has been directed at the isolation and study of microbial species of potential ecological significance. In this review, some of the best achievements in degrading phenolic compounds by bacteria and yeasts are presented, which draws attention to the high efficiency of strains of Pseudomonas, Candida tropicalis, Trichosporon cutaneum, etc. The unique ability of fungi to maintain their degradation potential under conditions unfavorable for other microorganisms is outstanding. Mathematical models of the microbial biodegradation dynamics of single and mixed aromatic compounds, which direct to the benefit of the processes studied in optimization of modern environmental biotechnology are also presented.     

聚乳酸的生物降解

聚乳酸(polylactic acid, PLA)因其良好的理化性能、生物相容性和生物降解性而备受关注，已被认为是石油基塑料最具潜力的替代者，但在实际应用中仍然存在降解缓慢循环周期长的问题，因此对PLA的生物降解深入研究对于解决塑料垃圾污染和缓解能源危机至关重要。近年来，有关微生物(放线菌、细菌和真菌)和酶(蛋白酶、脂肪酶、酯酶和角质酶)降解PLA的研究已经取得了一定的进展。本文从降解微生物、降解酶和降解机制等方面综述了PLA生物降解的研究进展，并展望了PLA生物降解研究未来的发展趋势。