微生物硫代谢与抗逆性

硫代谢是微生物重要的生命代谢活动。微生物对外源硫酸盐的转运、同化、代谢调控以及重要含硫化合物的生物合成,不但与微生物生长代谢相关,而且影响微生物在胁迫环境下的抗逆性和鲁棒性。目前,大部分研究都聚焦在微生物硫酸盐同化过程和H_2S产生,对于微生物硫代谢与抗逆性相关的研究较少。本文总结了近年来微生物硫代谢过程中的硫酸盐转运、同化路径以及调控方式;并结合微生物在不同胁迫条件下的氧化应激反应,探讨了含硫化合物如硫化氢、谷胱甘肽和半胱氨酸等提高微生物抗逆性的机制。硫代谢与微生物抗逆性相关机制的解析不仅为理解微生物硫代谢与抗逆性提供理论基础,也为设计与构建抗逆性强的高产稳产工业菌株提供分子靶点。

表面活性剂Tween-80对Acidithiobacillus ferrooxidans硫氧化和硫代谢相关蛋白质基因表达的影响(英文)

研究了表面活性剂 Tween-80 对 Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270 生长、硫氧化和硫代谢相关典型基因表达的影响。结果表明,当培养基中含有 10 2g/L Tween-80 时,A. ferrooxidans 的生长以及其对不溶性底物(S0和 CuFeS2)的代谢得到了促进。在该条件下,经过 24 d 的生物浸出,黄铜矿的铜离子浸出率比对照组(不含 Tween-80)高 16%。FT-IR 光谱分析表明,这可能是由于 Tween-80 的存在而导致胞外多聚物成分发生变化而引起的。用 RT-qPCR 来分析 17 个硫代谢相关基因在 Tween-80 存在时的表达差异。胞外蛋白质基因表达下调表明了Tween-80 对细菌硫吸附作用的影响。硫代谢相关酶基因表达水平的变化为硫代谢的研究提供了参考。

液相色谱-串联质谱法测定花生中丙硫菌唑及其脱硫代谢物

建立了液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)同时检测花生中丙硫菌唑及其主要代谢物硫酮菌唑的方法。花生样品经乙腈提取后,用乙腈饱和的正己烷除掉脂类杂质,C18分散固相萃取净化样品。采用含有5 mmol/L乙酸铵、0.2%乙酸和乙腈作为流动相进行梯度洗脱,在电喷雾-多反应监测离子模式下进行定性与定量分析。丙硫菌唑和硫酮菌唑在2.0,4.0和20.0μg/kg的添加浓度时回收率为87.22%～102.46%;相对标准偏差小于10.0%;方法定量限为2.0μg/kg。

不同酸度酸雨对小麦花后氮硫代谢和籽粒蛋白组分的影响

酸雨是中国重要的环境问题,为研究酸雨对小麦籽粒品质的可能影响,以小麦品种扬麦15和汶农17为材料开展盆栽试验,研究了不同酸度(pH2.5、p H4.0和p H5.6)酸雨对小麦花后氮硫代谢关键酶活性和籽粒蛋白质含量及组分的影响。结果显示:酸雨处理抑制叶片硝酸还原酶(NR)活性,提高了扬麦15整个灌浆期及汶农17灌浆中后期叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性,促进了叶片蛋白的降解,降低了叶片可溶性蛋白含量。不同酸度酸雨提高了成熟期籽粒中蛋白质含量,酸度越强,增加幅度越大,籽粒中各蛋白组分含量和大部分氨基酸含量也有明显提高。酸雨提高了扬麦15叶片丝氨酸乙酰转移酶(SAT)和O-乙酰丝氨酸硫裂解酶(OAS-TL)活性,但对汶农17硫代谢关键酶活性影响较小,酸雨处理还提高了籽粒中二硫键和含硫氨基酸含量。可见酸雨对小麦氮硫代谢有不同程度影响,进而影响了小麦籽粒蛋白质含量和组成,酸度越强影响越大,但不同品种对酸雨响应有一定差异。

大骨节病区粮水对猴软骨硫代谢的影响

用大骨节病区粮水喂养18个月的恒河猴,其软骨基质中的硫酸软骨素(CH·S)含量明显减少,软骨中硫酸软骨素对^(35)S 的摄取能力明显下降,其中以病区水组动物表现尤为明显。与此同时,猴的软骨组织还出现了大骨节病样的病理形态学改变(如关节软骨深层细胞出现大面积坏死等)。上述猴模型出现的生化学改变与以前报告的大白鼠模型实验结果一致。

HMBi对生绒期辽宁绒山羊氮、硫代谢的影响

试验研究不同水平HMBi对生绒期辽宁绒山羊氮、硫代谢的影响。采用4×4拉丁方设计,选择4只辽宁绒山羊羯羊为试验动物,配制HMBi水平为0%(对照日粮)、0.85%(试验日粮A)、1.27%(试验日粮B)、1.70%(试验日粮C)的4种日粮,试验分4个时期进行。试验期每日收集粪、尿,测定其中的氮、硫。试验结果显示,生绒期辽宁绒山羊日粮中添加HMBi能显著减少粪氮和尿氮,增加沉积氮和可消化氮(P<0.05);添加HMBi粪硫和尿硫显著增加,但可消化硫、沉积硫亦显著增加(P<0.05);添加HMBi能显著提高氮、硫的表观消化率、总利用率及生物学价值(P<0.05)。综合分析认为,生绒期辽宁绒山羊日粮中HMBi的适宜添加量为1.27%。

大骨节病“硫代谢干扰因子"的代谢干扰作用

对大骨节病(KBD)患者和实验动物的软骨和体液多种生化指标观察发现,其软骨细胞代谢产物硫酸软骨素(Chs)硫酸化程序降低,分子量变小,尿中Chs排泄量升高,各种Chs比例失调,KBD病区粮喂养大鼠软骨活性硫酸基(PAPS)含量降低,而其硫酸化酶活性正常,培养的软骨细胞~3H—UdR掺入降低等一系列生化改变。这些改变多数与Chs的硫酸化代谢有关系。进一步对KBD患者人群和实验动物血液硫酸化因子(SF)活进行测定,结果表明其血清中SF活性降低,而同组实验动物离体软骨对^(35)SO_4^(2-)摄取反应性升高。根据SF对软骨细胞代谢调控作用理论,进一步证实了KBD病区外环境中确实存在硫代谢干扰因子(SIF)。SIF通过干扰SF生物功能导致机体硫代谢紊乱而致KBD.

脉动磁场对下颌骨骨折区钙磷硫代谢影响的实验研究

颌骨骨折对患者饮食、语言等功能的影响很大,因而如何缩短颌骨骨折愈合时间,尽快恢复正常功能就显得十分重要。本实验即针对这一问题选择了一种特定脉动磁场,通过X线显微分析方法观察该磁场对兔下颌骨新鲜骨折区钙、磷、硫元素代谢的影响。结果表明,本实验所选用的脉动磁场可以加速骨折区钙、磷、硫元素的代谢过程,骨折区钙的沉积速度至少加快10天以上。

硫水平对玉米氮、硫代谢特性及根系活性的影响

通过Hoagland营养液水培玉米 ,定量研究了供S水平对玉米根系活性和植株S、N代谢特性的影响 .当玉米缺S时 ,玉米根系活性和叶片硝酸还原酶 (NR)活性显著降低 ,植株冠 /根比增大 ;根系与地上部对S、N的吸收均减少 ,S在根系和新生叶中分配相对减少、在衰老叶和茎鞘中分配相对增多 ;N在根系中分配增多 ,新生叶和完全展开叶中分配相对减少 ;植株蛋白质、蛋白氮、蛋白硫、无机硫的含量均显著降低 ,非蛋白氮比率增多 ,无机硫占总S的比率变小 ,全N/全S比增大 ;蛋白质中的N/S比在地上部无显著变化 ,而在根系中显著增大 ;根系对S缺乏的反应更为敏感 .研究表明 ,缺S植株蛋白质含量与NR活性之间呈极显著正相关 ;S的缺乏或过量均影响玉米的N、S代谢 ;以根系作为S素营养诊断器官 ,以N/S比或无机S/全S比作为诊断指标较灵敏 ,正常条件下其数值分别为 10 .7和 0 .3 0 2 .

微生物硫代谢与镉耐受关系的研究进展

近年来由于人们不科学、不合理地使用农田土地资源,造成局部农田土壤重金属污染。部分地区已经危害到粮食安全和人类健康。因此,开展重金属污染农田修复与安全利用,尤其是在不破坏土壤生态环境、不影响农业生产规律情况下探索生物治理重金属污染土壤的新途径,成为我国绿色农业发展的迫切要求。微生物是生物治理重金属污染土壤的重要参与者,其重金属耐受机制对微生物治理效率起着决定作用。其中,微生物参与的硫代谢过程,是土壤重金属离子固定化的重要途径,如硫离子与重金属离子的稳定结合等,从而降低重金属的生物毒性,使得硫代谢对土壤重金属污染控制有重要意义。本文综述了土壤硫代谢规律的研究进展,分析了镉胁迫下的硫代谢对微生物镉耐受机制的影响。

微生物燃料电池中硫代谢的研究进展

微生物燃料电池(MFC)因其能同步降解废水中污染物并回收电能而备受关注。近年来,硫代谢过程在含硫生物电化学体系中扮演重要角色,硫元素对电池系统的物质转化及产电过程均有重要影响,涉及的两大类功能微生物为硫酸盐还原菌与硫氧化菌。文章根据硫元素转化的特点及反应机制,介绍了MFC中硫代谢过程的研究进展,包括硫元素的生物转化过程及其与有机物、氮元素、重金属元素等物质耦合作用,为含硫废水资源化处理提供参考依据。

基于硫代谢组合工艺的石化废水处理研究

根据石化废水的特点,本研究设置了硫代谢组合工艺用于石化废水中NH_(3)-N、TN、COD和Cl^(-)的处理,该工艺由厌氧段、兼性反应器、好氧段3部分组成,厌氧段主要是通过硫酸盐还原菌的作用达到降低污染物浓度的目的,兼性段废水由厌氧段和好氧段废水1∶1组成。结果表明,(1)该工艺连续运行100d后出水水质较好,其中COD和TN的去除率达到90%以上,NH_(3)-N的去除率达到95%以上;(2)该工艺脱氮主要是通过自氧反硝化和异养反硝化过程进行;(3)废水中含盐量过高会抑制微生物群落的代谢活动,可通过延长反应时间达到污染物去除的目的。

硫烷硫代谢库

氰化物进入人体之后,人体具有一定的解毒功能,据计算成人每30～40S可使1mgHCN解毒,因此少量的氰化物进入人体不会产生中毒症状,在人体自动解毒中硫烷硫代谢库发挥着重要作用.

两株拉格酵母的硫代谢差异性分析

挥发性硫化物是啤酒中不良硫味来源。本课题通过对A、B酵母进行模拟发酵并跟踪其含硫底物变化情况,探究A、B两株酵母菌株硫代谢方面的差异。使用三角瓶发酵模拟生产过程,检测其含硫氨基酸(半胱氨酸、蛋氨酸)、SO_(4)^(2-)、SO_(2)及挥发性硫化物的含量,并采用SPSS26进行数据分析。结果表明,B菌株蛋氨酸利用率高于A菌株,两者对SO_(4)^(2-)利用率无显著差异,A菌株产生的二氧化硫、甲硫醇、二甲基硫、S-甲基硫代乙酸酯高于B菌株,B菌株产生的硫化氢高于A菌株。基于已知的啤酒酵母硫代谢通路,A酵母可能存在SO_(3)^(2-)还原酶酶活低的问题。在此基础上,提高A酵母发酵用麦汁中蛋氨酸的含量或降低其麦汁中SO_(4)^(2-)的含量可能是控制A酵母发酵所得成品酒硫味的有效手段。

鱼类肝脏微粒体对于硫代磷酸酯类杀虫剂活化代谢率的种间差异

为了弄清鱼类肝脏微粒体细胞色素P450s(CYPs)对于硫代磷酸酯类杀虫剂活化代谢率的种间差别,选用斑马鱼Brachydanio rerio、麦穗鱼Pseudorasbora parva、剑尾鱼Xiphophorus helleri、篮鳃太阳鱼Leponus macrohirus四种鱼作为受试生物,选用对硫磷、马拉硫磷、毒死蜱三种硫代磷酸酯类杀虫剂作为受试药剂,以外源乙酰胆碱酯酶(AchE)的抑制率为指标,在离体状态下间接测量了杀虫剂活化代谢物的相对生成量.离体试验表明,对于对硫磷,活化代谢物生成量的高低顺序为:斑马鱼、剑尾鱼、麦穗鱼>太阳鱼(p<0.05),最高的麦穗鱼和最低的太阳鱼之间相差10.0倍;对于马拉硫磷和毒死蜱,活化代谢物生成量的高低顺序均为:剑尾鱼>太阳鱼>斑马鱼、麦穗鱼(p<0.05),最高的剑尾鱼和最低的麦穗鱼之间的分别相差66.9和137倍.毒性测定表明,对于对硫磷、马拉硫磷和毒死蜱,四种鱼96hLC50之间的最大差别分别是45、18和77倍.对马拉硫磷而言,96hLC50的种间差异特征与活化代谢物生成量的种间差异特征比较吻合,而对于对硫磷和毒死蜱而言,两者之间的吻合度较低.研究证实了肝脏CYP在活化硫代磷酸酯杀虫剂方面具有明显的种间差异,同时也证实仅以活化代谢物的离体生成量这一指标来衡量鱼类对于硫代磷酸酯杀虫剂的敏感性,其结论可能会较大幅度地偏离生测结果.尽管如此,本研究证实在所测的鱼类当中,斑马鱼属于CYP活性较低的鱼种,而这一特性很可能是造成斑马鱼对于硫代磷酸酯杀虫剂的敏感性偏低的重要原因.

变形链球菌luxS基因在硫代谢中的功能研究

目的 采用前期实验已构建成功的luxS基因缺失的变形链球菌突变株,分析luxS基因在口腔变形链球菌的密度感应及硫代谢中的双重作用.方法 在不同硫限定条件培养基（半胱氨酸、蛋氨酸、标准株无菌上清液、S-腺苷高半胱氨酸、S-腺苷甲硫氨酸,空白对照为脑心浸液培养基）中分别对不同培养时间（24、48 h）的变形链球菌标准株和突变株的生长进行吸光度值（A值）的测定与分析,通过激光扫描共聚焦电子显微镜观察测定并比较不同培养条件下两菌株生物膜厚度的差异.结果 在半胱氨酸培养基中培养48 h,突变株生长A值及生物膜厚度均有所增长,分别为（1.301±0.009）和（45.009±0.429）μm,但未及标准株水平（P＜0.05）;在蛋氨酸及S-腺苷高半胱氨酸培养基中培养24 h,突变株的生长A值及生物膜厚度与空白对照相比均有所补充,在蛋氨酸培养基中突变株的生长A值及生物膜厚度分别为（0.448±0.028）和（37.068±2.392）μm,在S-腺苷高半胱氨酸培养基中,突变株的生长A值及生物膜厚度分别为（0.460±0.005）和（27.343±1.107）μm,但均未及标准株水平（P＜0.05）,48 h时达到标准株水平;在标准株上清液培养基中突变株的生长A值及生物膜厚度均明显增高且超过标准株水平;在S-腺苷甲硫氨酸培养基中两菌株的生长A值及生物膜厚度与空白对照相比均有不同程度的降低.结论 luxS基因在变形链球菌中不但具有密度感应功能,在硫代谢方面也发挥着一定作用.

气相色谱法测定血浆中含硫的有机磷代谢产物

采用气相色谱法(火焰光度检测器)检测血浆中有机磷农药的含硫代谢产物。经过相关的前处理及检测方法的优化后,血浆中有机磷的含硫代谢产物二乙基硫代磷酸酯和二乙基二硫代磷酸酯线性良好,杂质干扰少,回收率分别为92.46%和98.10%,日内精密度分别为0.37%和0.23%。检出限分别为5.0μg/L和1.0μg/L。经实际样品分析,证明该分析方法操作简便、准确可靠、灵敏度较高。

luxS基因在变形链球菌生物膜形成中的硫代谢作用

目的通过比较在不同条件培养基中变形链球菌IngbrittC国际标准株及luxS基因缺陷株24h生物膜形成的厚度及平均荧光强度,探讨luxS基因在变形链球菌生膜形成中的硫代谢作用。方法建立以圆形玻片为载体的生物膜模型,通过营养补充实验培养两菌株生物膜,利用激光共聚焦扫描显微镜观察测定两菌株生物膜厚度和平均荧光强度。结果当分别加入一定浓度半胱氨酸、蛋氨酸时,缺陷株生物膜厚度有明显增长,但未恢复至标准株水平;加入半胱氨酸,标准株生物膜厚度有所增加;当加入S-腺苷甲硫氨酸时,缺陷株与标准株生物膜的厚度均降低。结论在变形链球菌生物膜形成中,luxS基因不但具有密度感应功能,在硫代谢中也起着重要作用。

典型煤化工企业硫代谢特征及其质量平衡

针对煤化工行业排放数据,不同来源数据存在较大差异,社会各界对其真实性、准确性存在诸多质疑,因而有必要从新的角度对排放统计数据进行评估.选取某典型煤化工企业,采用物料平衡方法核算了该企业硫代谢通量,探讨了其代谢特征,核算结果清晰显示了该企业硫的主要来源和去向,为减排及政策制定提供了科学依据.该企业2014年硫输入输出基本平衡,平衡项表征的统计误差在可接受范围内,误差产生原因包括原料含硫系数不稳定、固废含硫系数缺失、废气监测难度大,成分复杂等.不同来源SO_2排放量对比分析显示,排污申报数据略高于基准核算值,后评估数据偏小,而环境统计数据远大于基准值.数据的真实性与准确性有待提高;不同层次、不同部门统计方法有待完善及统一;无组织排放是重要的硫输出途径,不容忽视.

土壤紧实度对不同砧木苹果幼树根系H2S及硫代谢酶的影响

以砧木分别为平邑甜茶(Malus hupehensis var.pingyiensis)和八棱海棠(Malus×robusta)的两年生盆栽‘红富士’苹果(Malus domestica‘Red Fuji’)为试材,设置土壤中度和重度紧实,分析根系硫化氢(H2S)生成及ATP硫酸化酶(ATPS)、O-乙酰丝氨酸裂解酶(OASTL)和L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(L-/D-CD)等硫代谢相关酶的变化。结果表明:不论以平邑甜茶还是八棱海棠为砧木,苹果幼树根系H2S含量均在中度和重度紧实胁迫下显著下降,而ATPS、OASTL和L-/D-CD活性在重度紧实胁迫下显著下降,上述指标均以平邑甜茶为砧木时下降幅度更大。此外,各种紧实度土壤中,以八棱海棠为砧木的苹果幼树根系H2S含量以及ATPS、OASTL和L-/D-CD活性均高于以平邑甜茶为砧木的幼树。这些表明苹果根系硫代谢对土壤紧实度反应敏感,重度紧实显著降低根系硫代谢水平,并且以平邑甜茶为砧木的比以八棱海棠为砧木的苹果根系更易受到土壤紧实度变化的影响。