蒽菲芘及其中間轉(zhuǎn)化物的生物競爭代謝動力學(xué)特征研究.pdf

1、多環(huán)芳烴是環(huán)境中廣泛存在的一類難降解危險性致癌污染物，極易在環(huán)境中累積，并且可以通過食物鏈進行傳遞，對包括人類在內(nèi)的動物的健康及生態(tài)環(huán)境己造成了極大的威脅。在環(huán)境樣品中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)蒽、菲、芘的存在，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴與人類癌癥發(fā)生的直接相關(guān)性，蒽、菲、芘的化學(xué)結(jié)構(gòu)有著與致癌多環(huán)芳烴相同的區(qū)域結(jié)構(gòu)。蒽、菲、芘已成為多環(huán)芳烴代謝研究中的模式化臺物，對蒽、菲、芘的研究，不僅有助于它們在環(huán)境中的消除，而且研究結(jié)果可用以了解其他多環(huán)芳烴的降解機制、

2、途徑以及多環(huán)芳烴生物利用率影響因素，為環(huán)境中多環(huán)芳烴的污染防治提供相關(guān)資料。
　　 本文通過對多環(huán)芳烴的理化性質(zhì)、毒性、在環(huán)境中的來源、分布、存在狀態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、目前蒽、菲、芘微生物降解研究現(xiàn)狀進行了較全面綜述。本論文研究了前期實驗中分離篩選出的兩株優(yōu)良菌CN2和CN4對蒽、菲、芘的降解可行性、特性、降解條件的優(yōu)化、胞內(nèi)粗提酶催化降解的環(huán)境因素優(yōu)化、優(yōu)良菌活體及胞內(nèi)粗提酶對蒽、菲、芘的降解動力學(xué)特征及各階段中間產(chǎn)物對降解過程

3、產(chǎn)生影響的規(guī)律等內(nèi)容，得出如下結(jié)論：
　　 1.論文中使用的芽孢桿菌CN2和黃桿菌CN4對蒽、菲，芘均有較強的降解能力，并能夠以蒽、菲、芘為碳源大量生長繁殖。其中CN2對菲的降解效果最好，120h降解去除率能夠達(dá)到51.1％。CN4則對蒽的降解效果最好，120h降解去除率能夠達(dá)到48.2％。Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Mn2+、Zn2+等外加微量元索離子對兩株菌種的降解作用有不同程度的影響。其中CN2降解蒽時，Mn2

4、+起到了促進作用。
　　 24h內(nèi)降解去除率達(dá)到33.％。Mn3+、Cu2+耐菲的降解過程起到促進作用，24h內(nèi)去除率超過40％，Mn2+的促進作用大于Cuz+的作用。對于芘的降解，外加微量元素作用不明顯。在CN4降解三種不同底物時，Un2+均起到了促進作用，與同條件下的對照組相比，CN4對蒽降解率提高了3.4％，對菲降解率提高了1.56％，對芘降解率提高了1.28％。外加離子作用的差別說明兩菌株對蒽、菲、芘的酶系有所不同。兩菌

5、株在偏酸性條件下表現(xiàn)出更強的降解性能，在堿性條件下，兩株菌種對蒽、菲、芘的降解作用受到抑制。CN2菌在pH=6時降解去除效果最好，分別為31.16％、44.8％、36.32％。CN4菌在pH=5時降解去除效果最好，分別為32.12％、28,2％、27.2％。
　　 2.從CN2和CN4兩株優(yōu)良菌對蒽、菲、芘降解的平均反應(yīng)速率可以看出，隨著蒽、菲、芘濃度的增加，反應(yīng)速率也在不斷加快，呈線性關(guān)系。但是當(dāng)濃度超過200mmg/L時，兩

6、株菌的降解速率都率減小，說明降解過程受到抑制。
　　 3.pH和溫度對兩株菌種粗酶液的催化氧化多環(huán)芳烴的作用有較大的影響：
　　 CN2菌株租提酶在pH在6～7范圍內(nèi)能夠很好地發(fā)揮降解作用。CN4菌株粗提酶適合于在偏酸性介質(zhì)中發(fā)揮降解作用，在堿性或酸性介質(zhì)中酶的作用受到抑制；當(dāng)環(huán)境溫度范圍為18℃～50℃，ON2和CN4菌株的胞內(nèi)粗提酶均能保持其降解活性，在30℃～35℃，對蒽、菲、芘的降解性能最佳。
　　 4.

7、用Eadie-Hofitee法計算米氏常數(shù)Km與最大反應(yīng)速率Vm，以獲得兩株菌種酶促降解多環(huán)芳烴的動力學(xué)特征。研究結(jié)果表明，在一定時間范圍內(nèi)，反應(yīng)物初始濃度反應(yīng)速度影響較大，一般隨濃度增大，平均初始速率不斷增大。對于任意蒽、菲、芘初始濃度來說，酶促反應(yīng)在15、30、60、120min內(nèi)的平均速率在依次減小，這是因為隨反應(yīng)時間體系中蒽菲芘濃度減小，并且隨反應(yīng)的進行體系中產(chǎn)生的中間物競爭代謝也會引起速率降低；各條lgv-lgc關(guān)系曲線接近平

8、行，說明在不同的觀察時間范圍內(nèi)，表觀反應(yīng)級數(shù)基本相同。對于CN2來說，降解蒽平均表觀反應(yīng)級數(shù)為0.6606，降解菲平均表觀反應(yīng)級數(shù)為0.7762，降解芘平均表觀反應(yīng)級數(shù)為0.627.對于CN4來說降解蒽平均表觀反應(yīng)級數(shù)為0.9331，降解菲平均表觀反應(yīng)級數(shù)為0.7629，降解芘平均表觀反應(yīng)級數(shù)為0.896。
　　 5.在CN2、CN4兩種不同菌株的降解體系中，存在中間產(chǎn)物對原始底物蒽、菲、芘的抑制作用。結(jié)合酶促反應(yīng)結(jié)果，可以推測