Acinetobacter pittii L1的分離鑒定與吲哚降解機(jī)理的研究.pdf

1、含氮雜環(huán)化合物(Nitrogen Heterocyclic Compounds, NHCs)是含有N原子的一類(lèi)雜環(huán)化合物，含氮雜環(huán)化合物廣泛存在于自然界中，其中包括醫(yī)用廢水、農(nóng)藥廢水、焦化廢水、石油冶煉和染料廢水等工業(yè)廢水中。NHCs是污染涉及范圍廣、環(huán)境效應(yīng)大的難降解有機(jī)物，對(duì)環(huán)境以及人類(lèi)具有較大的威脅。常見(jiàn)的含氮雜環(huán)化合物有吲哚、吡啶、喹啉、異喹啉、吡咯、咪唑及其衍生物等，使用合適的方法去除這類(lèi)化合物成為人們亟待解決的問(wèn)題。本文以吲

2、哚為主要研究對(duì)象，于實(shí)驗(yàn)室中在好氧條件下篩選出一株對(duì)吲哚有降解作用的菌株。通過(guò)微生物學(xué)、分子生物學(xué)等方法探討了該菌株降解吲哚的降解性能、生物毒性的變化、代謝產(chǎn)物的途徑以及吲哚降解酶的純化。主要結(jié)果有：
　　1.本研究從焦化廠(chǎng)廢水處理系統(tǒng)中的污泥水樣中，在好氧條件下分離、馴化出一株能有效降解吲哚的菌株L1?；谏砩瘜?shí)驗(yàn)以及16S rRNA基因序列同源性分析，該菌株被鑒定為不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter pittii)，最

3、終命名該菌為Acinetobacter pittii L1不動(dòng)桿菌。
　　2.本研究探討了菌株L1生物降解吲哚的降解性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，菌株在37℃，pH為7.0以及搖床轉(zhuǎn)速為150r/min的條件下，降解效果最好。低濃度(100mg/L)的吲哚在18h被完全降解，而400mg/L的吲哚則需要2d才能被完全降解。不僅如此，菌株L1對(duì)于低濃度的喹啉也表現(xiàn)出較為良好的降解效果，而苯酚和吡啶的降解效果不理想。
　　3.本研究探討了

4、體系反應(yīng)時(shí)TOC的去除及毒性的變化情況。結(jié)果表明，當(dāng)吲哚被完全降解時(shí)，TOC和TC未完全去除，推測(cè)其大部分的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為CO2擴(kuò)散至大氣中，還有小部分則轉(zhuǎn)化為CO32-與溶液中的離子結(jié)合轉(zhuǎn)變成鹽，也可能吲哚被分解后產(chǎn)生小分子的揮發(fā)性產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至大氣中。同時(shí)，生物毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，吲哚降解過(guò)程中大部分的吲哚被緩慢地礦化，部分轉(zhuǎn)化成CO2和H2O，以氣體形式擴(kuò)散到環(huán)境中，該現(xiàn)象說(shuō)明吲哚并沒(méi)有被完全代謝成中間產(chǎn)物。此外，實(shí)驗(yàn)顯示中間代謝產(chǎn)物毒性

5、有所增加，隨著降解時(shí)間的推進(jìn)，體系最終的毒性較之初始毒性略有降低。
　　4.通過(guò)HPLC-MS/MS的二級(jí)質(zhì)譜圖的分析，初步推測(cè)出吲哚的生物降解產(chǎn)物分別為靛藍(lán)、靛紅以及4-(3羥基-吡咯)-2氧基丁烯酸，這些產(chǎn)物中靛藍(lán)是因?yàn)榱u吲哚的二聚作用產(chǎn)生。靛紅則是吲哚被氧化成吲哚酮后，繼續(xù)被氧化而生成。4-(3羥基-吡咯)-2氧基丁烯酸則是吲哚降解過(guò)程中形成雙羥基吲哚后，苯環(huán)被在C4號(hào)位被還原，開(kāi)環(huán)后生成。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)生物降解的這幾個(gè)中間代謝

6、產(chǎn)物，推測(cè)出了吲哚的三條代謝途徑。
　　5.本實(shí)驗(yàn)還研究了純化后吲哚降解酶的特性，定位實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，降解酶主要為胞內(nèi)蛋白成分。使用DE-52方法對(duì)降解酶進(jìn)行純化，純化后的酶蛋白的比活力為粗酶液的9倍左右，純化效果較為理想。除此之外酶促反應(yīng)的最佳溫度為35℃，最適pH為6.0-7.0。不同金屬離子對(duì)該酶產(chǎn)生較大的影響，所以猜測(cè)該酶為金屬酶。其中，1.0mM的Ca2+和Mg2+對(duì)于酶促反應(yīng)促進(jìn)作用，相同濃度的Zn2+則對(duì)酶促反應(yīng)表現(xiàn)為