銅綠假單胞菌ny3胞外小分子活性物及其促進(jìn)烴類降解的作用機(jī)制研究

1、 西安建筑科技大學(xué)博士學(xué)位論文銅綠假單胞菌 NY3 胞外小分子活性物及其促進(jìn)烴類降解的作用機(jī)制研究1專 業(yè)：環(huán)境科學(xué)與工程博 士 生：聶紅云指導(dǎo)老師：聶麥茜 教授摘 要銅綠假單胞菌屬普遍存在于烴類污染環(huán)境中，具有優(yōu)良的石油烴降解能力。銅綠假單胞菌 NY3 因能快速降解高濃度烴類及其它疏水性有機(jī)污染物， 而被譽(yù)為嗜油菌。前期研究中發(fā)現(xiàn)，在某些條件下，尤其是以烴類或其它難降解有機(jī)污染物為碳源生長時(shí)，NY3 菌會(huì)分泌豐富的胞外有色物，而伴隨

2、著有色物的分泌，需凈化的目標(biāo)污染物的降解率會(huì)有明顯提高。有關(guān)銅綠假單胞菌屬降解烴類的酶學(xué)研究報(bào)道較多，但分泌這些胞外物在該菌降解烴類過程中的作用及其機(jī)制報(bào)道甚少。 本論文關(guān)注銅綠假單胞菌 NY3 在各種生長條件下分泌胞外活性物的性質(zhì)， 并研究胞外活性物助力 NY3 菌快速利用烴類污染物的特性及其作用機(jī)理。本論文以石油烴中的組分為受試污染物，以液液萃取和固相萃取為主要樣品預(yù)處理方法，以電子自旋共振（EPR）波普、飛行時(shí)間質(zhì)譜（LCMS-I

3、T-TOF）、氣相色譜（GC）、掃描電鏡（SEM）、紫外光譜（UV）及紅外光譜（FTIR）為分析方法，并結(jié)合分子生物學(xué)研究手段，獲得以下研究成果。（1）NY3 菌以烴及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物為碳源生長時(shí)，可同時(shí)分泌綠膿菌素（Pyo）、吩嗪-1-酰胺（PCN）、吩嗪-1-羧酸（PCA）和 1-羥基吩嗪（HPE）等四種吩嗪類物質(zhì)。NY3 菌胞外液中吩嗪類物質(zhì)的總濃度越高，菌體細(xì)胞生長量越多，同時(shí)胞外液對(duì)十六烷的降解率越高。研究發(fā)現(xiàn)分泌吩嗪類能促進(jìn)烴降解

4、的機(jī)理是：在胞外，所分泌的四種吩嗪類與 NADH 或谷胱甘肽（GSH）配合不斷釋放的羥基自由基對(duì)烴類有較高的降解轉(zhuǎn)化效率。補(bǔ)充適量鐵離子可使同一胞外反應(yīng)體系中十六烷降解率提高 20-29 %。該降解過程是自由基氧化降解機(jī)理，反應(yīng)過程類似于芬頓自由基氧化機(jī)理。所不同的是，該反應(yīng)在中性或弱堿性 pH 條件下進(jìn)行。（2）銅綠假單胞菌 NY3 能于胞外分泌一種淡黃色的具有兩種旋光異構(gòu)的綠膿桿菌螯鐵蛋白（PCH）。分泌 PCH 對(duì)烴類污染物降解是