【摘要】：三苯甲烷類染料廣泛用于化工、著色等行業(yè),產(chǎn)生大量工業(yè)廢水,嚴(yán)重危害環(huán)境與人體健康。利用微生物降解染料是染料廢水脫色的一種重要方法。Shewanella oneidensis MR-1是一株具有很強(qiáng)還原能力的革蘭氏陰性菌,能夠還原多種金屬離子、二甲亞砜、延胡索酸、二甲基三甲胺等物質(zhì)。本文以甲基綠為例,且在以丙酮酸為電子供體的自然條件下探索其電子傳遞途徑,由于希瓦氏菌中從底物氧化至氫酶的電子傳遞途徑尚不清晰,因此首先研究了希瓦氏菌在缺乏電子受體時合成氫氣的電子傳遞路徑。得出以下研究成果:(1)S.oneidensis MR-1具有三個完整的甲酸脫氫基因fdhA1B1C1,fdhA2B2C2和fdnGHI,且編碼的蛋白質(zhì)位于周質(zhì)空間,這些甲酸脫氫酶在氫氣代謝中的作用并非一致,通過構(gòu)建甲酸脫氫酶單敲、雙敲、三敲以及回補(bǔ)菌株突變株,將其與野生型細(xì)菌置于同一培養(yǎng)條件下,發(fā)現(xiàn)在甲酸驅(qū)動條件下,fdhA1B1C1與fdhA2B2C2均具有活性,而fdnGHI的作用并不明顯。然而,當(dāng)細(xì)胞中fdhA1B1C1與fdhA2B2C2基因缺失時,fdnGHI的轉(zhuǎn)錄水平顯著上升,且該基因參與氫氣合成。(2)當(dāng)S.oneidensis MR-1以甲酸作為電子供體進(jìn)行氫氣代謝時,甲基萘醌參與細(xì)胞中的電子傳遞,這一結(jié)論也暗示了在S.oneidensis MR-1細(xì)胞中不存在甲酸-氫裂解酶(FHL,直接利用甲酸產(chǎn)生氫氣)。(3)S.oneidensis MR-1氫酶(HydAB)基因簇中存在一個編碼甲酸脫氫酶亞基的基因hydC,實驗結(jié)果表明該基因的功能是承接醌池與氫酶(HydA)之間的電子傳遞。與此同時,利用Salinivibrio kushneri DD-1在不同培養(yǎng)條件下進(jìn)行甲基綠脫色反應(yīng),并分析甲基綠降解產(chǎn)物,建立甲基綠降解的分析方法,為后續(xù)實驗提供參考。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703;X172
【圖文】：

Ｆｉｇ．４．１．邋Ｇｒｏｗｔｈ邋ｏｆｍｅｎａｑｕｉｎｏｎｅ邋ｍｕｔａｎｔ邋ｗｉｔｈ邋１０邋ｍＭ邋ｆｕｍａｒａｔｅ逡逑４．２．２希瓦氏菌氫氣代謝與醌池的聯(lián)系逡逑在細(xì)菌生長即將進(jìn)入穩(wěn)定期時開始測定厭氧瓶中的氫氣濃度，圖４．２Ａ的結(jié)逡逑果顯示野生型細(xì)菌仍能產(chǎn)生氫氣，而在醌池突變株的厭氧瓶頂空并未檢測到氫氣逡逑的存在。同時將細(xì)菌濃度增大到ＯＤ＿＝０．５，在ｒｅｓｔｉｎｇ－ｃｅｌｌ條件下使細(xì)菌直接進(jìn)逡逑行厭氧產(chǎn)氫氣的活動（圖４．２Ｂ），醌池突變株依然不能進(jìn)行厭氧氫氣代謝，這兩逡逑種條進(jìn)行下的結(jié)果共同證明了甲基萘醌時調(diào)控電子從甲酸轉(zhuǎn)移至氫氣中的媒介逡逑物質(zhì)。逡逑為了更進(jìn)一步證明這一結(jié)論，同時還構(gòu)建了甲基萘醌的回補(bǔ)質(zhì)粒，將其導(dǎo)入逡逑甲基萘醌的突變株中，其結(jié)果如圖４．２Ｃ，回補(bǔ)菌株的生長及合成氫氣的能力又逡逑恢復(fù)到野生型的水平，而導(dǎo)入了不含甲基萘醌的空質(zhì)粒的突變株，仍然無法生長逡逑和進(jìn)行氫氣代謝。這些結(jié)果都暗示了希瓦氏菌細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的甲基萘醌類物質(zhì)能夠逡逑調(diào)節(jié)厭氧氫氣代謝的電子傳遞。逡逑３７逡逑

０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０逡逑Ｔｉｍｅ（ｈ）逡逑圖４．１醌池突變株的生長動力學(xué)測定逡逑Ｆｉｇ．４．１．邋Ｇｒｏｗｔｈ邋ｏｆｍｅｎａｑｕｉｎｏｎｅ邋ｍｕｔａｎｔ邋ｗｉｔｈ邋１０邋ｍＭ邋ｆｕｍａｒａｔｅ逡逑４．２．２希瓦氏菌氫氣代謝與醌池的聯(lián)系逡逑在細(xì)菌生長即將進(jìn)入穩(wěn)定期時開始測定厭氧瓶中的氫氣濃度，圖４．２Ａ的結(jié)逡逑果顯示野生型細(xì)菌仍能產(chǎn)生氫氣，而在醌池突變株的厭氧瓶頂空并未檢測到氫氣逡逑的存在。同時將細(xì)菌濃度增大到ＯＤ＿＝０．５，在ｒｅｓｔｉｎｇ－ｃｅｌｌ條件下使細(xì)菌直接進(jìn)逡逑行厭氧產(chǎn)氫氣的活動（圖４．２Ｂ），醌池突變株依然不能進(jìn)行厭氧氫氣代謝，這兩逡逑種條進(jìn)行下的結(jié)果共同證明了甲基萘醌時調(diào)控電子從甲酸轉(zhuǎn)移至氫氣中的媒介逡逑物質(zhì)。逡逑為了更進(jìn)一步證明這一結(jié)論，同時還構(gòu)建了甲基萘醌的回補(bǔ)質(zhì)粒，將其導(dǎo)入逡逑甲基萘醌的突變株中，其結(jié)果如圖４．２Ｃ，回補(bǔ)菌株的生長及合成氫氣的能力又逡逑恢復(fù)到野生型的水平，而導(dǎo)入了不含甲基萘醌的空質(zhì)粒的突變株，仍然無法生長逡逑和進(jìn)行氫氣代謝。這些結(jié)果都暗示了希瓦氏菌細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的甲基萘醌類物質(zhì)能夠逡逑調(diào)節(jié)厭氧氫氣代謝的電子傳遞。

圖４．３甲酸氧化驅(qū)動下的氫氣合成電子傳遞途徑逡逑Ｆｉｇ．４．３．邋Ｐｒｏｐｏｓｅｄ邋ｐａｔｈｗａｙ邋ｏｆ邋ｈｙｄｒｏｇｅｎ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｄｒｉｖｅｎ邋ｂｙ邋ｆｏｒｍａｔｅ邋ｏｘｉｄａｔｉｏｎ逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 須育方;;大腸桿菌甲酸脫氫酶脫鉬前體及其復(fù)鉬研究[J];北京第二醫(yī)學(xué)院學(xué)報;1985年04期

2 王海燕;郝瑞霞;趙雅琪;劉偉;程水源;王冕超;徐嵐婷;;蠟樣芽孢桿菌中甲酸脫氫酶基因產(chǎn)氫研究[J];中國環(huán)境科學(xué);2018年02期

3 梅巖;陳麗梅;;植物甲酸脫氫酶的研究進(jìn)展[J];生物技術(shù)通報;2010年05期

4 鄭俊賢;王子淵;楊套偉;張顯;徐美娟;饒志明;;點(diǎn)突變提高甲酸脫氫酶(CbFDH)的酶活和催化效率[J];食品與生物技術(shù)學(xué)報;2019年03期

5 季惠忠;;產(chǎn)甲烷菌甲酸脫氫酶和CO脫氫酶的性質(zhì)與功能[J];科學(xué)教育;1997年01期

6 倪敏君;范立強(qiáng);王怡;張銳;趙健;李素霞;;釀酒酵母甲酸脫氫酶在大腸桿菌中的高效表達(dá)、純化及其酶學(xué)性質(zhì)[J];中國生物制品學(xué)雜志;2011年07期

7 吳德才;硒的毒理學(xué)[J];職業(yè)醫(yī)學(xué);1984年02期

8 李天明;朱靈桓;劉天佳;戴寶新;馮惠勇;;Pseudom onas sp.101甲酸脫氫酶基因的合成、表達(dá)及定點(diǎn)飽和突變[J];生物技術(shù)通報;2013年05期

9 梅巖;陳麗梅;;植物甲酸脫氫酶基因的表達(dá)調(diào)控及其生理功能研究進(jìn)展[J];中國生物工程雜志;2010年05期

10 蔡禮年;黃春輝;林陳水;;畢赤酵母甲酸脫氫酶在大腸桿菌中的融合表達(dá)及其酶學(xué)性質(zhì)[J];氨基酸和生物資源;2015年01期

相關(guān)會議論文 前4條

1 郭瀟佳;劉玉雪;王雪穎;劉武軍;趙宗保;;甲酸脫氫酶生物正交氧化還原體系構(gòu)建[A];第十屆全國化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會議報告摘要集[C];2017年

2 黃志華;黃星;張延平;曹竹安;;甲酸脫氫酶在1,3-丙二醇生產(chǎn)體系中的表達(dá)和應(yīng)用[A];中國生物工程學(xué)會2006年學(xué)術(shù)年會暨全國生物反應(yīng)器學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2006年

3 翟曉紅;周碩;馬建搏;胡懷玉;陳振明;;利用大腸桿菌全細(xì)胞催化不對稱合成手性亞砜[A];第八屆中國酶工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

4 宋艷艷;孔維寶;宋昊;華紹烽;夏舂谷;李樹本;;磁性殼聚糖固定化甲酸脫氫酶及其性能[A];第八屆中國酶工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 記者 李宏策;新研究揭示細(xì)菌酶制取甲酸機(jī)制[N];科技日報;2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 劉鵬飛;甲烷胞菌對低氫和互營生長在轉(zhuǎn)錄水平的響應(yīng)[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

2 張宏娟;生物催化合成α-氨基酸和手性胺醫(yī)藥中間體研究[D];南京大學(xué);2013年

3 侯進(jìn);釀酒酵母輔酶工程[D];山東大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 產(chǎn)丹丹;甲酸脫氫酶對氫氣代謝影響及甲基綠降解的研究[D];安徽大學(xué);2019年

2 張曉露;NADP~+依賴型甲酸脫氫酶的制備研究[D];東南大學(xué);2018年

3 趙文怡;假絲酵母中甲酸脫氫酶基因的克隆與表達(dá)[D];天津科技大學(xué);2010年

4 劉冬梅;鞘氨醇單胞菌屬新種鑒定和叢毛單胞菌JL40中甲酸脫氫酶對銻抗性及氧化的作用[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

5 黃濤;甲酸脫氫酶基因的合成表達(dá)與定點(diǎn)突變[D];河北科技大學(xué);2012年

6 周鵬鵬;基因工程大腸桿菌發(fā)酵甘油生產(chǎn)丁醇的研究[D];華東理工大學(xué);2013年

7 李麗;擬指數(shù)流加補(bǔ)料高密度培養(yǎng)重組E.coli產(chǎn)甲酸脫氫酶[D];浙江大學(xué);2010年

8 宇文偉剛;共表達(dá)型重組大腸桿菌不對稱還原產(chǎn)d-偽麻黃堿的研究[D];江南大學(xué);2009年

9 郁書懷;片球菌屬乳酸菌乳酸脫氫酶生物合成苯乳酸的研究[D];江南大學(xué);2013年

10 張以忠;蕎麥屬種質(zhì)資源的同工酶研究[D];貴州師范大學(xué);2005年

本文編號：2752511