珠江水体系中鞘氨醇单胞菌GY2B降解菲的特性研究

生物降解是多环芳烃从环境中去除的主要途径,鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)GY2B在实验室的人工环境中对多环芳烃菲有较高的降解效率,考察了鞘氨醇单胞菌GY2B在珠江水体系中对菲的降解特性。结果表明:GY2B对菲能起到很好的降解效果,灭菌珠江水对GY2B降解菲的促进作用明显;在无机盐体系中添加适量未灭菌的天然珠江水(10%)能促进GY2B对菲的降解;但当添加的天然珠江水过多时,对GY2B降解菲有一定的抑制作用。秸秆固定化GY2B菌能有效解除天然珠江水中土著菌对GY2B降解菲的抑制作用,18 h能降解天然珠江水中绝大部分的菲,秸秆固定化菌GY2B能多次重复投加使用并保持较好的降解效果,重复使用6次的平均菲降解率在96%以上,可实际应用于多环芳烃污染水体的治理和修复。

降解多环芳烃的鞘氨醇单胞菌ahdA1c基因的生物信息学分析

ahd A1c基因是鞘氨醇单胞菌降解多环芳烃中的关键基因。为了解鞘氨醇单胞菌ahd A1c基因基本特性,运用生物信息学方法预测分析其氨基酸理化性质、同源性、蛋白二三级结构、KEGG通路等。结果表明,ahd A1c基因编码区全长1 263 bp,编码420个氨基酸,与xylk基因、bph A1c基因的同源性均在90%以上;同源性较高;ahd A1c蛋白具有亲水性和稳定性,有31个磷酸化位点,2个保守区域,有跨膜区,无规则卷曲是二三级结构中最主要结构元件;KEGG分析表明ahd A1c蛋白编码水杨酸羟化酶。为进一步研究多环芳烃的降解机理奠定了基础。

氧载体对鞘氨醇单胞菌合成威兰胶的影响

鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.ATCC 31555)发酵生产威兰胶的过程中,因发酵液黏度逐渐增加,系统供氧不足,导致威兰胶产率较低。为改善发酵系统供氧情况,提高威兰胶产率,利用实验研究添加氧载体对威兰胶发酵的影响,并通过补加的方式提高威兰胶产率。结果表明:添加甘油对威兰胶产率变化没有影响,添加十二烷、正己烷以及H2O2能在一定范围内提高威兰胶产率,其中H2O2效果最佳;通过单因素实验优化H2O2的添加时间和浓度,结果当8 h添加15 mmol/L的H2O2时威兰胶产率达到最大,同时葡萄糖利用率得到较大的提高。在最优的时间附近保持H2O2总量(15 mmol/L)不变,在发酵4、8、12 h分别添加H2O25 mol/L时,产率达到1.91%,相对于空白组提高了30.02%。发酵72 h后,实验组仍能观察到部分形态正常的细胞,延长发酵周期至84 h,威兰胶产率提高至1.99%,较72h提高4.21%。5 L发酵罐扩大培养,威兰胶产率达到2.09%,明显高于摇瓶发酵(1.99%)。

血清sST2、CRP及S1P在冠状动脉临界病变患者中的水平及其临床意义

目的:探究血清可溶性生长刺激表达基因2蛋白(sST2)、C反应蛋白(CRP)以及1–磷酸鞘氨醇(S1P)在冠状动脉临界病变患者中的水平及其临床意义。方法:选择2021年7月至2023年7月在河南大学第一附属医院确诊为冠状动脉临界病变的90例患者为观察组,另取同期心电图存在明确缺血性病变,但经冠状动脉造影示无狭窄的90例患者为对照组,比较两组患者血清sST2、CRP及S1P水平差异,采用相关性分析探究观察组患者血清sST2、CRP、S1P水平与其Gensini评分关联。并将观察组患者按照是否出现功能性心肌缺血区分亚组,并分析其危险因素。结果:观察组患者血清sST2、CRP及S1P水平均显著高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。观察组患者的血清sST2、CRP及S1P水平与其Gensini评分均呈正相关(r=0.3811,r=0.3788,r=0.6162,P均<0.001);观察组中缺血亚组患者血清sST2、CRP、S1P水平显著高于无缺血亚组,差异具有统计学意义(P<0.05);多因素Logistic回归分析显示,血清sST2、CRP、S1P水平是冠状动脉病变患者心肌缺血独立危险因素(P<0.05)。结论:冠状动脉临界病变患者血清sST2、CRP、S1P水平有异常升高,与患者的冠状动脉血管病变狭窄程度相关,且血清sST2、CRP、S1P水平异常升高是冠状动脉临界病变患者功能性心肌缺血的独立危险因素。

肉桂内生菌Sphingomonas sp. Z45生物转化肉桂醇生成天然2-苯乙醇

从新鲜肉桂枝中筛选出一株高效转化肉桂醇合成天然2-苯乙醇的内生菌,经鉴定为鞘氨醇单胞菌,并命名为Sphingomonas sp.Z45。采用GC-MS法对代谢中间体进行跟踪监测,推测了其可能的代谢途径为:肉桂醇先被氧化、脱羧生成苯乙醛,苯乙醛加氢还原得到产物2-苯乙醇。考察了单因素实验对该生物转化体系的影响,得到反应优化工艺条件为:初始pH=7,接种量5%,三角瓶(150 mL)中装液量为20 mL,菌体培养24 h后,加入底物肉桂醇质量浓度2.5 g/L,在30℃、转速为200 r/min的摇床反应12 h。在该优化条件下,肉桂醇转化率为59.16%,2-苯乙醇质量浓度达到1.48 g/L。

两相体系中生物转化肉桂醇生成天然2-苯乙醇

利用肉桂内生菌鞘氨醇单胞菌Sphingomonassp.Z45生物转化肉桂醇合成天然2-苯乙醇。为了提高肉桂醇的转化率和产物2-苯乙醇的质量浓度,探究了在油相(有机溶剂)/水相(发酵培养基)两相体系中进行生物转化的工艺。结果表明,在筛选的6种有机溶剂中,油酸作为构建两相体系的有机相,在10 mL发酵培养基中,加入1 mL种子液培养24 h后,同时加入底物肉桂醇3 g/L,油酸10 mL,在30℃、转速为200 r/min的摇床中反应12 h,在该条件下肉桂醇转化率达88.0%,2-苯乙醇质量浓度为2.64 g/L。与单水相体系同等条件下(底物肉桂醇加入量3 g/L)的转化结果相比较,肉桂醇转化率提高了41.2%,2-苯乙醇质量浓度提高了1.43 g/L。

2,4-二硝基甲苯磺酸盐降解菌株的分离、鉴定及降解特性研究

针对TNT红水污染土壤生物修复菌种资源匮乏问题,从复合菌群中分离纯化出一株2,4-二硝基甲苯磺酸盐(DNTS)降解菌株X2,经生理生化分析及16S rDNA鉴定,该菌株属于鞘氨醇单胞菌属。进一步研究环境因素对菌株X2生长的影响,并探究X2对2,4-二硝基甲苯-3-磺酸盐(2,4-DNT-3-SO_(3)^(−))和2,4-二硝基甲苯-5-磺酸盐(2,4-DNT-5-SO_(3)^(−))的降解机理及对多种硝基芳香族炸药的降解效果。结果表明,X2的最佳生长条件为30℃,pH=7和1%盐度。菌株X2对初始浓度为500 mg/kg的2,4-DNT-3-SO_(3)^(−)和2,4-DNT-5-SO_(3)^(−)的降解率分别在第12天和第3天达到100%。液相色谱–质谱(LC-MS)分析表明,DNTS中的硝基被转化为氨基。鞘氨醇单胞菌X2具有广谱降解特性,不仅可以降解DNTS,还可以降解2,4,6-三硝基甲苯(TNT)、二硝基甲苯(DNT)和硝基甲苯(MNT)等多种硝基芳香族炸药,为TNT红水污染土壤生物修复提供可能性。

三氯卡班降解菌株Sphingomonas sp.YL-JM2C中多个邻苯二酚双加氧酶的功能

【目的】研究Sphingomonas sp.YL-JM2C菌株的生长特性,确定以三氯卡班作为碳源的生长情况。挖掘菌株YL-JM2C潜在的邻苯二酚1,2-双加氧酶及邻苯二酚2,3-双加氧酶基因,在大肠杆菌(Escherichia coli)中异源表达邻苯二酚双加氧酶基因并研究其酶学性质。【方法】优化S.sp.YL-JM2C菌株以三氯卡班作为碳源时的培养条件,并利用全自动生长曲线测定仪测定菌株生长情况,绘制生长曲线。通过生物信息学方法挖掘潜在的邻苯二酚双加氧酶基因,并分别在Escherichia coli BL21(DE3)中进行异源表达,通过AKTA快速纯化系统纯化蛋白,分别以邻苯二酚、3-和4-氯邻苯二酚为底物检测重组蛋白的酶学特性。【结果】菌株在pH为7.0-7.5时生长最优。在以浓度为4-8 mg/L的三氯卡班做为底物时,菌株适宜生长。当R2A培养基仅含有0.01%酵母提取物和无机盐时,加入终浓度为4 mg/L的三氯卡班可促进菌株生长。挖掘到6个潜在的邻苯二酚双加氧酶基因stcA1、stcA2、stcA3、stcE1、stcE2和stcE3,表达并通过粗酶液分析证明其中5个基因stcA1、stcA2、stcA3、stcE1和stcE2编码的酶均具有邻苯二酚双加氧酶和氯邻苯二酚双加氧酶的活性;纯化酶的底物范围研究揭示了StcA1、StcA2和StcA3均属于Ⅱ型邻苯二酚1,2-双加氧酶,StcE1和StcE2为两个新型邻苯二酚2,3-双加氧酶;它们酶动力学分析研究证明了5个酶对邻苯二酚的亲和力和催化效率最高,4-氯邻苯二酚次之。【结论】在同一菌株中发现了5个具有功能的邻苯二酚双加氧酶基因,stcA1、stcA2和stcA3编码的酶均属于Ⅱ型邻苯二酚1,2-双加氧酶,stcE1和stcE2为两个新型邻苯二酚2,3-双加氧酶编码基因。5个酶均具有催化邻苯二酚和氯邻苯二酚开环反应的功能,这为更好地理解微生物基因组内代谢邻苯二酚及其衍生物氯代邻苯二酚基因的多样性奠定了基础。

珠江水体系中降解菲的研究——游离菌

生物降解是多环芳烃从环境中去除的主要途径。通过对鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.GY2B)研究发现其对菲有较高的降解效率,在不同的模拟(无机盐和珠江水)状态下,GY2B对菲都能起到很好的降解效果,而不同模拟状态下GY2B在相同时间段和对菲的降解率也存在区别,总体看来,珠江水体系中因为营养物质丰富,对GY2B降解菲的促进作用更为明显。同时,当珠江水菌数量过多,则可能因为减弱了GY2B在种间竞争中的优势,反而对GY2B降解菲起一定的阻碍作用。