铁和氨基酸对Pseudomonas sp.ZH-FAD降解双酚F和双酚A的影响

发布时间：2020-11-14 09:28

　　 双酚类化合物属于内分泌干扰物,具有一定的致畸性和胚胎毒性,即使在低浓度下,仍然会影响生物的生殖和发育。考虑到环境介质的丰富性及复杂性,本论文以双酚F(BPF)为模式化合物,研究了外加营养物质及含铁物种对菌株Pseudomonas sp.ZH-FAD降解BPF的影响,并具体分析了外加营养物质氨基酸及含铁物种的作用机理,为提高双酚类化合物的生物降解提供理论基础。研究了外加营养物质对菌株ZH-FAD降解BPF的影响。结果表明,酵母膏、蛋白胨和水解酪蛋白可以促进BPF降解。其中蛋白胨促进效果最佳,BPF降解率可达91%。单个氨基酸中促进效果最佳的是L-丙氨酸,降解率可达92%。通过对菌株ZH-FAD基因组测序、基因功能注释及定量RT-PCR分析,发现在BPF降解3.5 h和5.5 h时,丙氨酸体系中丙氨酸脱氢酶、丙氨酸消旋酶和甘氨酸氧化酶基因的表达量是无丙氨酸体系的2-8.5倍。其中丙氨酸脱氢酶相对表达量最高。这些结果表明这三种酶均参与了BPF降解,且丙氨酸脱氢酶起到主要作用。研究发现,这三种酶的代谢产物是NADH和丙酮酸。NADH作为辅酶因子,能够提高菌株ZH-FAD细胞提取物降解BPF的速率。丙酮酸作为三羧酸循环的重要枢纽,能够促进菌株ZH-FAD生长,提高BPF的降解速率。研究了外加氨基酸和含铁物种对菌株ZH-FAD降解BPF和双酚A(BPA)的影响。结果表明,菌株ZH-FAD可在氨基酸氧化酶作用下产生H_2O_2。外加苏氨酸可使菌株ZH-FAD产生的H_2O_2浓度最大达85μmol/L,从而使在H_2O_2浓度较高的0-2小时,降解BPF的速率高于丙氨酸体系。进一步外加柠檬酸铁,可以促进BPF的降解,最适反应条件为1 mmol/L柠檬酸铁和pH为6。反应过程中检测到了Fe~(2+)和·OH,可见芬顿反应能够发生。研究发现,硫化亚铁能够降解BPF和BPA。将硫化亚铁与菌株ZH-FAD复合时,BPF的降解率大于硫化亚铁及菌株ZH-FAD单独作用,特别是在反应初期。进一步添加柠檬酸盐不仅可以提高硫化亚铁氧化反应,还可以促进生物降解BPF的速率,从而提高硫化亚铁和菌株ZH-FAD复合体系降解BPF的速率。由于菌株ZH-FAD不能降解BPA,当硫化亚铁与菌株ZH-FAD复合时,硫化亚铁与菌株复合体系BPA降解率低于硫化亚铁单独作用,表明菌株ZH-FAD对BPA降解有一定的抑制影响。外加柠檬酸盐可以提高硫化亚铁与菌株ZH-FAD复合体系中BPA的降解率和细胞浓度,但也增加了菌株ZH-FAD对硫化亚铁降解BPA的抑制效果。上述研究表明,适宜的氨基酸和含铁物种能够促进BPF的生物降解。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X172;X703
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 双酚类化合物概述
    1.2 双酚类化合物的生物降解
        1.2.1 双酚A的好氧生物降解
        1.2.2 双酚F的好氧生物降解
        1.2.3 其它双酚类化合物的好氧生物降解
    1.3 外加营养物质对生物降解的影响
    1.4 铁对生物降解的影响
        1.4.1 溶解态铁离子对生物降解的影响
        1.4.2 铁氧化物对生物降解的影响
    1.5 本课题的研究目的及内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
2 氨基酸对Pseudomonas sp.ZH-FAD降解双酚F的影响
    2.1 材料与方法
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验方法
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 不同营养物质对双酚F降解的影响
        2.2.2 不同氨基酸对双酚F降解的影响
        2.2.3 氨基酸浓度对双酚F降解的影响
        2.2.4 丙氨酸促进双酚F降解机理分析
        2.2.5 丙氨酸代谢产物促进双酚F降解机理分析
    2.3 本章小结
3 氨基酸和含铁物种对Pseudomonas sp.ZH-FAD降解双酚F和双酚A的影响
    3.1 材料与方法
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 氨基酸对菌株ZH-FAD产生过氧化氢的影响
        3.2.2 过氧化氢对菌株ZH-FAD降解双酚F的影响
        3.2.3 铁离子对菌株ZH-FAD降解双酚F和双酚A的影响
        3.2.4 硫化亚铁对菌株ZH-FAD降解双酚F和双酚A的影响
    3.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 蒋俊;李秀艳;;环境内分泌干扰物双酚A的降解研究进展[J];上海化工;2009年04期

2 杨峰晓;唐赟;;不同碳氮源对嗜热菌BF80生长和降解苯酚的影响[J];西华师范大学学报(自然科学版);2008年02期

本文编号：2883320