光合细菌球形红细菌降解HMX

研究了供氧光照、奥克托今(HMX)初始浓度、接种量、p H值和温度对驯化球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)H菌株降解HMX能力的影响,对其降解动力学方程进行了拟合分析。通过改变1个影响因素,固定其它4个条件,确定了球形红细菌降解HMX的最适宜条件。用分光光度计对HMX浓度和球形红细菌细胞生物量进行了测定。结果表明,驯化后的球形红细菌可高效降解奥克托今,球形红细菌H菌株在不同供氧光照条件下均能很好生长并降解HMX,且降解率均达到70%以上,最佳降解条件为光照厌氧。该菌株降解HMX的最适条件为:HMX初始浓度为100 mg·L~(-1)、p H值为7.0、接种量为15%,温度为30℃,在96 h降解率达到最高,为88.9%。球形红细菌降解HMX的过程符合一级反应动力学方程。     

球形红细菌降解2,4-二硝基甲苯的途径及酶学性质

采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了球形红细菌降解2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)的中间代谢产物,分析了可能的降解途径,讨论了培养基中2,4-DNT的初始质量浓度、溶液pH值及反应温度对3种酶的酶比活力影响。结果表明,当2,4-DNT的初始质量浓度为40 mg/L时,培养72h后,可以检测到5种物质:2,4-二硝基甲苯、4-氨基-2硝基甲苯、2-氨基-4硝基甲苯、4-硝基-1,2-二(三甲基硅烷)苯、1,2,4-三(三甲基硅烷)苯,其可能的降解途径为2,4-DNT首先还原为4-氨基-2-硝基甲苯和2-氨基4-硝基甲苯,再进一步转化为4-硝基-1,2-羟基苯,然后氧化为1,2,4-三羟基苯,之后开环生成β-酮己二酸,最终降解为小分子物质。硝基还原酶、邻苯二酚2,3-双加氧酶和邻苯二酚1,2-双加氧酶的酶比活力最适宜温度分别为35、30、35℃,最适宜pH值分别为7.0、8.0、7.0,最适宜培养基初始2,4-DNT质量浓度均为40mg/L。     

球形红细菌生物转化2,4-二硝基甲苯及硝基还原酶性质

为了探索球形红细菌生物转化2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)的中间产物变化趋势及硝基还原酶性质,研究了不同氮源组合对球形红细菌生物转化2,4-DNT的效率及球形红细菌细胞生长的影响,测定了2,4-DNT及2,4-DNT生物转化产物在不同时间的浓度变化,用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(native-PAGE)法分析了硝基还原酶的同工酶谱,测得了硝基还原酶的动力学参数。结果表明,球形红细菌转化2,4-DNT的最适组合氮源为(NH_4)_2SO_4/酵母膏;球形红细菌能够高效还原2,4-DNT为4-氨基-2-硝基甲苯(4A2NT)和2-氨基-4-硝基甲苯(2A4NT),但4A2NT的含量远大于2A4NT的含量,它们没有进一步还原为2,4-二氨基甲苯(2,4-DAT)。当2,4-DNT初始浓度为20、40和60 mg·L~(-1)时,对球形红细菌产生硝基还原酶活力有明显的促进作用,当2,4-DNT初始浓度为80 mg·L~(-1)时,对该酶活力有抑制作用;当pH值为7时,球形红细菌产生的硝基还原酶活力最高。球形红细菌中硝基还原酶的动力学参数,最大反应速率v_(max)和米氏常数K_m,分别为0.0507 mmol/(L·min)和0.1772 mmol·L~(-1)。