本文關(guān)鍵詞：深海細菌Halomonas axialensis ACH-L-8的醛類降解功能分析及應(yīng)用研究

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【摘要】：醛類物質(zhì)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,雖然醛本身是一類生物體內(nèi)源性物質(zhì),但甲醛和乙醛等典型醛對生物體具有嚴重危害,是一類主要的環(huán)境污染物。課題組前期從深海水體富集樣品中分離篩選到多株可降解乙醛的深海微生物。其中,菌株Halomonas axialensis ACH-L-8對乙醛的耐受度可達1.5 g/L,并能以乙醛為唯一碳源進行生長,同時對丙醛和丁醛等也具有一定的降解作用。本文對該菌株進行了深入的研究,包括菌株對醛類物質(zhì)的降解能力分析;基因組測序及醛類降解機理的初步分析;醛類降解關(guān)鍵酶的純化和性質(zhì)分析;菌株細胞固定化技術(shù)應(yīng)用的初步探究等。主要結(jié)論如下:(1)ACH-L-8以4%的接種量在50 mL乙醛濃度為500 mg/L的基礎(chǔ)海水培養(yǎng)基中進行培養(yǎng),培養(yǎng)到32 h生長進入對數(shù)期時乙醛降解率達到85%,最大細胞密度OD600可達2.5;(2)通過基因組測序獲得長度為3,618,231 bp的基因序列,測序深度為239×,由183個Contigs拼接成155個scaffolds。全基因組中共有3,352個開放閱讀框以及51個t RNA基因和3個rRNA基因得到注釋。菌株ACH-L-8的基因組中含有20個ALDH超家族基因,其中有3個基因編碼醛脫氫酶(aldehyde dehydrogenase),參與到14條醛類降解相關(guān)的代謝途徑中,包括糖酵解途徑、氨基酸代謝途徑以及脂肪酸代謝途徑等;(3)通過硫酸銨沉淀、陰離子交換層析以及凝膠過濾層析從ACH-L-8細胞破碎液中分離純化獲得一個分子量為60 kDa的醛脫氫酶(ALDH),純化倍數(shù)為141倍,比活力達到52.44U/mg,回收率為5.1%。醛脫氫酶的最適溫度為40°C,最適pH值為7.0,溫度在40°C以下,pH在7.0-8.0范圍內(nèi)酶活穩(wěn)定性最佳;K~+、Na~+、Li~+和Ca~(2+)金屬離子對該酶分別具有輕微的促進作用,Ni~+、Mn~(2+)和Zn~(2+)分別具有不同程度的抑制作用;該酶對乙醛、丙醛和丁醛都具有較強的降解作用,對苯甲醛也具有一定的降解能力;(4)采用海藻酸鈉包埋法對ACH-L-8細胞進行固定化,10 g培養(yǎng)12 h的細胞制成的固定化細胞顆粒,作用24 h的乙醛降解率可達73%;培養(yǎng)24 h的細胞固定化顆粒對乙醛的降解效率明顯高于生長12 h的細胞固定化顆粒,作用24 h的降解率接近100%;生長12 h的細胞固定化顆粒保存15 d后的降解效率有所降低,作用24 h乙醛降解率為58%。本論文研究結(jié)果表明ACH-L-8作為一株深海來源的微生物,具有較為突出的醛類物質(zhì)降解能力,在環(huán)境醛類污染治理具有較大的應(yīng)用潛力。基因組測序以及醛脫氫酶的純化為該菌株的具體應(yīng)用提供了理論依據(jù),固定化研究為該菌株在環(huán)境醛污染治理方面提供了一種可行性較高的方案,為將該菌株付諸實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X172

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