香茅醇假单胞菌SJTE-3的短链脱氢酶SDR-X1的克隆及酶性质测定

香茅醇假单胞菌SJTE-3能够以17β-雌二醇为唯一碳源并将其高效降解,但其催化雌二醇转化的关键酶仍不明确。本文鉴定了该菌株中降解雌二醇的短链脱氢酶SDR-X1(WP_043267487.1),并对其功能进行了研究。首先利用荧光定量PCR,检测了不同碳源条件下基因sdr-x1的转录水平;克隆基因sdr-x1,在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中诱导表达,利用亲和层析纯化获得了重组蛋白SDR-X1;体外检测了重组蛋白SDR-X1的催化活性与酶学性质,并利用高效液相色谱鉴定了其转化17β-雌二醇的产物。蛋白SDR-X1可被17β-雌二醇诱导表达;蛋白序列比对显示蛋白SDR-X1含有短链脱氢酶的保守基序与氨基酸。该酶以NAD+为辅因子,将17β-雌二醇氧化为雌酮;其K_(m)值为(0.03986±0.004061)mmol/L,V_(max)值为(3.168±0.135)mmol/L/min/mg,可在15 min内转化61.75%以上的雌二醇。该酶对温度具有一定耐受性,最佳反应温度为50℃,偏碱性pH可促进其酶促反应。不同二价金属离子对该酶活性具有不同的影响,Mg^(2+)、Mn^(2+)和Ca^(2+)可增强其酶活性。香茅醇假单胞菌SJTE-3中的SDR-X1可高效催化17β-雌二醇转化,参与该菌株的雌激素降解过程,其功能研究将推进细菌的雌激素代谢机制解析。

固定化Pseudomonas citronellae SJTE-3菌剂对水中炔雌醇的去除作用

炔雌醇(17α-乙炔基雌二醇,EE2)是常用的雌激素药物与养殖业激素添加剂,可导致严重的环境雌激素污染。制备和应用高效稳定的固定化菌剂,有助于实现环境炔雌醇污染的有效去除。本研究利用海藻酸钙法对前期分离的雌激素降解香茅醇假单胞菌(Pseudomonas citronellolis)SJTE-3进行固定,制备降解性能更稳定的固定化菌剂。正交试验确定了菌剂的最佳固定化条件是3%海藻酸钠溶液、4%CaCl2溶液和2 mL的OD600为10.0的菌液量。优化的固定化菌剂对Tris-HCl液体培养基中10μg·mL-1的炔雌醇的去除率可达78.8%,较游离态菌剂的去除率提高了23.0%。同时,该固定化菌剂对模拟污水中不同浓度炔雌醇(5~50μg·mL-1)的去除率均可达到78%,显著高于游离态菌剂。此外,此固定化菌剂可多次重复使用,稳定降解时间长,重复使用10次后,其炔雌醇去除率仍可达53%。固定化香茅醇假单胞菌SJTE-3菌剂降解效能稳定高效,环境适应性高,具有实际修复应用的潜能。

一株高效苯酚降解菌的分离、鉴定及降解特性的研究

从污泥中分离到1株高效苯酚降解细菌JF—10．在以1000mg·L^-1苯酚作为唯一碳源并加有0．05％酵母粉的无机盐培养基中，JF-10能在24h内将苯酚完全降解．该菌被鉴定为假单胞菌，与Pcitronellolis、P．nitroreducens、P.aeruginosa亲缘关系较近，但生理生化特征又有差异,JF—10与P．citronelloli gyrB基因的序列相似性只有75％，与P．aeruginosa也只有80％．该菌在pH值4．0～9．0时对苯酚的降解达80％以上，加入一定浓度Mn^2＋、Cu^2＋、Ni^2＋、Pb^2＋对苯酚降解有促进作用；200mg·L^-1的α-萘酚、苯胺能显著抑制苯酚降解，但甲苯对苯酚的降解无影响，苯酚可以促进邻甲酚的降解．

某污水处理厂中17α-乙炔基雌二醇降解菌的分离鉴定及其降解特性

由北京某污水处理厂活性污泥中分离出以17α-乙炔基雌二醇(EE2)为唯一碳源生长的单一菌株,经16SrRNA基因序列分析鉴定为香茅醇假单胞菌(Pseudomonas citronellolis),命名为SS-2菌株.研究表明,SS-2菌株在7d内对初始浓度为4mg·L-1EE2的降解率为93.6%,对初始浓度为2mg·L-1雌酮(E1)、或17β-雌二醇(E2)的降解率为99%,对雌三醇(E3)没有降解能力.SS-2菌株降解雌激素的反应符合动力学一级反应定律,其降解速率常数分别为0.236h-1(E1)、0.221h-1(E2)和0.013h-1(EE2).SS-2菌株降解E2的过程中,检测到E1的生成,并且生成的E1亦可被SS-2菌株降解;该降解过程中类雌激素活性随着E2与E1浓度的降低而显著减少,表明SS-2菌株不仅可以降解E2与E1,而且可以降低降解过程中的类雌激素活性;反应进行240h后,仍表现出少量类雌激素活性,推测是因残留的E2或E1所致,表明尚且未知的中间产物或生成物的类雌激素活性远低于E2与E1.

海藻酸钠与纳米Fe_3O_4联合固定化菌对三氟羧草醚的降解

采用联合固定化技术,将菌株Pseudomonas citronellolis DK-3与纳米Fe_3O_4固定于海藻酸钠小球中制成纳米Fe_3O_4和海藻酸钠联合固定化菌(Fe_3O_4/SA),并系统研究了纳米Fe_3O_4的最佳投加量,Fe_3O_4/SA联合固定化菌对三氟羧草醚的降解特性以及Fe_3O_4/SA固定化菌在序批式反应器(SBR)中的降解稳定性。实验结果表明,当纳米Fe_3O_4的投加量为90 mg·L^(-1),三氟羧草醚初始浓度为100 mg·L^(-1)时,固定化菌的降解率达到97.9%。扫描电镜结果表明Fe_3O_4/SA联合固定化小球更适合三氟羧草醚降解菌的附着生长。Fe_3O_4/SA联合固定化菌降解三氟羧草醚的最佳环境条件为pH:7~8、温度:30℃。此外,与SA固定化菌相比,Fe_3O_4/SA联合固定化菌具有更强的耐环境因素变化能力,抗重金属离子毒性能力。并且,经多次重复使用后,联合固定化菌仍保持较高的降解率(>95%)。最后,实验室规模序批式反应器(SBR)中降解实验表明,Fe_3O_4/SA联合固定化菌能够稳定运行35 d以上,降解率均高于95%,为三氟羧草醚固定化细菌的工程化应用奠定了理论基础。