微生物细胞表面的化学/基因改性调控用于重金属分离及（形态）分析
发布时间：2021-02-03 21:24
生物富集应用于重金属污染物的去除及其定量分析（形态分析）具有广阔的应用前景。微生物等生物细胞作为重金属吸附/固相萃取材料具有来源广、成本低、结合位点丰富、吸附容量大等优势,然而低选择性却成为阻碍其发展的最大瓶颈。细胞表面丰富的结合位点使其具有巨大的吸附容量,但却无法保证对目标金属组分的选择性吸附。因此,如何改善细胞对目标离子的选择性,基于细胞自身优势对目标离子进行分析识别,是实现突破的关键。通过化学反应或基因手段对细胞表面进行改性,结合目标金属性质,人为地控制和改变细胞表面官能团的组成,可以有效地提高细胞对目标金属的富集容量和选择性。目前,基于化学/基因改性的微生物细胞在重金属去除中的应用尚处于起步阶段,在重金属定量分析中尚未得到有效的开发和利用,具有广阔的发展潜力。本论文旨在利用化学改性及基因工程手段提高微生物细胞对重金属离子的选择性,探讨内在及外在因素对生物富集过程的影响,了解生物富集机理；探索其在重金属去除领域的应用潜力；建立痕量重金属选择性分离富集及形态分析新方法。论文的第一章介绍了生物富集的性质、分类、机理及其在重金属污染治理及痕量重金属分离富集与形态分析领域的研究现状。论文...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌细胞壁结构组成Ｗ??巧ｇ．?１．１?ＣｅＵ?ｗａｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｇｒａｍ?ｐｏｓｉｖｉ化?ａｎｄ?ｎｅｇａｔｉｖｅ?ｃｅｌｌ．??
．．．金属调节蛋白是一类控制微生物细胞体内金属离子浓度水平的转录因子。它??们可Ｗ在极低的浓度水平识别金属离子，并与之结合，随后启动相关解毒基因的??表达，实现解毒机制的进行ＰＳ１。Ｗ隶离子调节蛋白Ｍｅｒｉｌ为例Ｐｙ，它是一种与??ＤＮＡ按位点特异性结合的ＤＮＡ结合蛋白，可在极其微小的差异上对乗的存在与??否做出鉴别。在未结合束时，它与抗亲基因ｗｅｒｉＪ启动子结合，并阻遏ｗｅｒｉ？基??因的转录；一旦结合了隶，它的空间构象将发生变化，而不能再与１？６＾／？启动子??结合，从而激活抗乗基因的转录（机理示意见图１．６）。该系统表现出异乎寻常的??敏感性：ＭｅｒＲ－ＤＮＡ复合物只需要结合一个亲离子，就可Ｗ对转录产生影响。只??要细胞內采浓度达到某个阀值，相关基因就立刻被翻译、表达。其他离子如??Ｃｄ（ＩＩ）、Ｚｎ（町及Ａｕ（ＩＩＩ）也可Ｗ引发转录的激活，但所需浓度比Ｈｇ要高２－３个数??量级。类似的金属调节蛋白还有Ｐｂｒｉｌ?（对铅特异识别）、ＣａｄＲ?（对箱特异识别）、??ＡｒｓＲ?（对神特异识别）等。由于金属调节蛋白对所结合的金属离子的高特异性，??可通过在细胞内表达金属调节蛋白实现对特定金属离子的选择性富集。??＿转录阻适＿转录迸行??
同质异能移（化学位移，ＩＳ）可反映出Ｆｅ的化学键、价态和配位数等有关信??息，四级劈裂（Ｑ巧则可Ｗ反映出原子核周围电荷对称程度。??实验中分别测定了?ｆｅ－公ａｃ吸附Ａｓ（Ｖ）前后的室温５７Ｆｅ穆斯堡尔谱（图３．３）。??吸附Ａｓ（Ｖ）前后，仍－公ｆｌｃ的谱线均具有顺磁性四级双峰属性。测得谱线采用ＭＵ８??程序经洛伦兹最小二乘法原理拟合之后得到穆斯堡尔谱学参数。Ｆｅ－公ａｃ中Ｆｅ的??３９?‘??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Pb（Ⅱ） biosorption using chitosan and chitosan derivatives beads: Equilibrium, ion exchange and mechanism studies[J]. W. S. Wan Ngah,S. Fatinathan. Journal of Environmental Sciences. 2010(03)
[2]酵母表面展示技术应用的研究进展[J]. 翟一凡,邓宁. 生物学通报. 2009(02)
[3]细菌表面展示技术及其在环境重金属污染修复中的意义[J]. 路延笃,黄巧云,陈雯莉,李林. 生态与农村环境学报. 2006(04)
[4]利用S-层蛋白在细胞表面展示α-淀粉酶和金属硫蛋白[J]. 吴怀光,刘欣,孙明,喻子牛. 微生物学报. 2004(05)
[5]啤酒酵母废菌体吸附Pd2+的物理化学特性[J]. 刘月英,杜天生,陈平,汤丁亮,倪子绵,古萍英,傅锦坤. 高等学校化学学报. 2003(12)
[6]固定化啤酒酵母废菌体吸附Pd2+的研究[J]. 谢丹丹,刘月英,吴成林,傅锦坤,薛茹,古萍英. 微生物学通报. 2003(06)
[7]固定化啤酒酵母废菌体吸附Pt4+特性的研究[J]. 谢丹丹,刘月英,吴成林,陈平,傅锦坤. 厦门大学学报(自然科学版). 2003(06)
[8]酵母表面展示技术及应用[J]. 贾帅争,孙红琰,王全立. 军事医学科学院院刊. 2001(02)
[9]贵金属离子非酶法生物还原机理初探[J]. 林种玉,傅锦坤,吴剑鸣,刘月英,程琥. 物理化学学报. 2001(05)
本文编号：3017179
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌细胞壁结构组成Ｗ??巧ｇ．?１．１?ＣｅＵ?ｗａｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｇｒａｍ?ｐｏｓｉｖｉ化?ａｎｄ?ｎｅｇａｔｉｖｅ?ｃｅｌｌ．??
．．．金属调节蛋白是一类控制微生物细胞体内金属离子浓度水平的转录因子。它??们可Ｗ在极低的浓度水平识别金属离子，并与之结合，随后启动相关解毒基因的??表达，实现解毒机制的进行ＰＳ１。Ｗ隶离子调节蛋白Ｍｅｒｉｌ为例Ｐｙ，它是一种与??ＤＮＡ按位点特异性结合的ＤＮＡ结合蛋白，可在极其微小的差异上对乗的存在与??否做出鉴别。在未结合束时，它与抗亲基因ｗｅｒｉＪ启动子结合，并阻遏ｗｅｒｉ？基??因的转录；一旦结合了隶，它的空间构象将发生变化，而不能再与１？６＾／？启动子??结合，从而激活抗乗基因的转录（机理示意见图１．６）。该系统表现出异乎寻常的??敏感性：ＭｅｒＲ－ＤＮＡ复合物只需要结合一个亲离子，就可Ｗ对转录产生影响。只??要细胞內采浓度达到某个阀值，相关基因就立刻被翻译、表达。其他离子如??Ｃｄ（ＩＩ）、Ｚｎ（町及Ａｕ（ＩＩＩ）也可Ｗ引发转录的激活，但所需浓度比Ｈｇ要高２－３个数??量级。类似的金属调节蛋白还有Ｐｂｒｉｌ?（对铅特异识别）、ＣａｄＲ?（对箱特异识别）、??ＡｒｓＲ?（对神特异识别）等。由于金属调节蛋白对所结合的金属离子的高特异性，??可通过在细胞内表达金属调节蛋白实现对特定金属离子的选择性富集。??＿转录阻适＿转录迸行??
同质异能移（化学位移，ＩＳ）可反映出Ｆｅ的化学键、价态和配位数等有关信??息，四级劈裂（Ｑ巧则可Ｗ反映出原子核周围电荷对称程度。??实验中分别测定了?ｆｅ－公ａｃ吸附Ａｓ（Ｖ）前后的室温５７Ｆｅ穆斯堡尔谱（图３．３）。??吸附Ａｓ（Ｖ）前后，仍－公ｆｌｃ的谱线均具有顺磁性四级双峰属性。测得谱线采用ＭＵ８??程序经洛伦兹最小二乘法原理拟合之后得到穆斯堡尔谱学参数。Ｆｅ－公ａｃ中Ｆｅ的??３９?‘??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Pb（Ⅱ） biosorption using chitosan and chitosan derivatives beads: Equilibrium, ion exchange and mechanism studies[J]. W. S. Wan Ngah,S. Fatinathan. Journal of Environmental Sciences. 2010(03)
[2]酵母表面展示技术应用的研究进展[J]. 翟一凡,邓宁. 生物学通报. 2009(02)
[3]细菌表面展示技术及其在环境重金属污染修复中的意义[J]. 路延笃,黄巧云,陈雯莉,李林. 生态与农村环境学报. 2006(04)
[4]利用S-层蛋白在细胞表面展示α-淀粉酶和金属硫蛋白[J]. 吴怀光,刘欣,孙明,喻子牛. 微生物学报. 2004(05)
[5]啤酒酵母废菌体吸附Pd2+的物理化学特性[J]. 刘月英,杜天生,陈平,汤丁亮,倪子绵,古萍英,傅锦坤. 高等学校化学学报. 2003(12)
[6]固定化啤酒酵母废菌体吸附Pd2+的研究[J]. 谢丹丹,刘月英,吴成林,傅锦坤,薛茹,古萍英. 微生物学通报. 2003(06)
[7]固定化啤酒酵母废菌体吸附Pt4+特性的研究[J]. 谢丹丹,刘月英,吴成林,陈平,傅锦坤. 厦门大学学报(自然科学版). 2003(06)
[8]酵母表面展示技术及应用[J]. 贾帅争,孙红琰,王全立. 军事医学科学院院刊. 2001(02)
[9]贵金属离子非酶法生物还原机理初探[J]. 林种玉,傅锦坤,吴剑鸣,刘月英,程琥. 物理化学学报. 2001(05)
本文编号：3017179
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