近年來偶氮染料的生物降解受到廣泛關(guān)注,國內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)分離并考察了眾多可脫色偶氮染料的微生物,純化并研究了多種具有偶氮還原酶活性的蛋白質(zhì),但對于偶氮還原酶的結(jié)構(gòu)與功能缺乏深入認(rèn)識。本論文對細(xì)菌脫色偶氮染料的能力,細(xì)菌FMN依賴型偶氮還原酶的結(jié)構(gòu)模型與功能等展開研究�？疾煺訚杉t假單胞菌Rhodopseudomonas palustris AS1.2352細(xì)胞及其細(xì)胞提取物脫色偶氮染料的能力。對于生長過程中的R.palustris AS1.2352,在靜置缺氧條件下,可在17 h內(nèi)脫色80%以上活性艷紅X-3B(50 mg L^-1)。細(xì)菌在30-35℃和pH 6-9具有較高脫色能力。脫色速率與染料初始濃度間可用米門方程描述,V_max和K_m分別為65 mg gcell^-1h^-1和978 mg L^-1。其細(xì)胞提取物具有偶氮還原酶活性,脫色速率遠(yuǎn)高于未破碎的細(xì)菌細(xì)胞。對比考察兩株光合細(xì)菌Rhodobacter sphaeroides AS1.1737,R.palust... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 偶氮染料的微生物脫色及相關(guān)還原酶的研究進(jìn)展
    1.1 染料的分類、結(jié)構(gòu)與發(fā)色機(jī)理
        1.1.1 染料的分類
        1.1.2 染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色機(jī)理
    1.2 偶氮染料的生產(chǎn)應(yīng)用、危害及各國政策
        1.2.1 偶氮染料的生產(chǎn)與應(yīng)用
        1.2.2 偶氮染料的危害
        1.2.3 各國對偶氮染料的相關(guān)政策
    1.3 偶氮染料的微生物處理
        1.3.1 細(xì)菌脫色偶氮染料
        1.3.2 白腐真菌和酵母菌降解偶氮染料
    1.4 細(xì)菌脫色偶氮染料的機(jī)理
        1.4.1 偶氮染料的直接酶脫色
        1.4.2 介體參與的偶氮染料的生物脫色
        1.4.3 偶氮呼吸脫色偶氮染料
        1.4.4 生物無機(jī)化合物脫色偶氮染料
    1.5 偶氮還原酶
        1.5.1 不含黃素的偶氮還原酶
        1.5.2 FMN依賴型偶氮還原酶
    1.6 硝基芳香化合物與硝基還原酶
        1.6.1 硝基芳香化合物的危害
        1.6.2 TNT的微生物降解與硝基還原酶
    1.7 醌類化合物與醌還原酶
        1.7.1 醌類化合物
        1.7.2 醌還原酶
        1.7.3 氧化應(yīng)激與醌還原酶在應(yīng)對氧化應(yīng)激中的作用
    1.8 本課題相關(guān)生物技術(shù)簡介
        1.8.1 基因工程技術(shù)及其在環(huán)境微生物研究中的應(yīng)用
        1.8.2 定點(diǎn)突變及其在污染物降解酶研究中的應(yīng)用
        1.8.3 生物信息學(xué)方法構(gòu)建蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)模型
    1.9 本論文研究內(nèi)容與意義
        1.9.1 前期研究工作簡述及有待解決的問題
        1.9.2 研究目的
        1.9.3 研究內(nèi)容
2 細(xì)菌對模擬染料廢水的脫色
    2.1 材料與方法
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 培養(yǎng)基的配制及脫色培養(yǎng)方法
        2.1.3 菌體生長及染料脫色的測定
        2.1.4 粗酶的提取
        2.1.5 蛋白含量測定
        2.1.6 酶活分析體系
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 沼澤紅假單胞菌對偶氮染料的脫色
        2.2.2 三株細(xì)菌靜止期細(xì)胞脫色偶氮染料能力的比較
    2.3 本章小節(jié)
3 偶氮還原酶AZR結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建與分析
    3.1 材料與方法
        3.1.1 序列、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫與軟件
        3.1.2 同源建模方法
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 AZR結(jié)構(gòu)模型的建立與評價(jià)
        3.2.2 AZR結(jié)構(gòu)模型的分析
        3.2.3 AZR的乒乓動力學(xué)機(jī)理
        3.2.4 偶氮還原酶的分類與結(jié)構(gòu)本質(zhì)
    3.3 本章小節(jié)
4 AZR的硝基還原酶和FMN還原酶活性
    4.1 材料與方法
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.1.2 AZR的純化
        4.1.3 酶活分析
        4.1.4 AZR性質(zhì)考察
        4.1.5 TNT還原產(chǎn)物分析
    4.2 結(jié)果與討論 #發(fā)
        4.2.1 pH和溫度對AZR硝基還原酶活性的影響
        4.2.2 AZR的輔酶選擇性
        4.2.3 AZR還原多硝基甲苯
        4.2.4 TNT還原產(chǎn)物分析
        4.2.5 AZR對外加FMN的還原
        4.2.6 外加FMN對AZR偶氮還原酶和硝基還原酶活性的影響
        4.2.7 AZR的底物多樣性考察
        4.2.8 AZR為一種新的硝基/FMN還原酶家族成員
    4.3 本章小節(jié)
5 AZR氨基酸位點(diǎn)Y~(74)、H~(75)和K~(109)的定點(diǎn)突變研究
    5.1 材料與方法
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        5.1.2 定點(diǎn)突變操作
        5.1.3 蛋白的純化
        5.1.4 AZR的SDS-PAGE
        5.1.5 酶活分析
        5.1.6 野生型與突變型AZR性質(zhì)考察
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 突變位點(diǎn)的選擇
        5.2.2 定點(diǎn)突變操作
        5.2.3 野生型與突變型AZR的純化
        5.2.4 pH對野生型和突變型AZR活性的影響
        5.2.5 野生型和突變型AZR的動力學(xué)性質(zhì)
    5.3 本章小結(jié)
6 AZR的醌還原酶活性及其在耐受氧化應(yīng)激和介導(dǎo)脫色中的應(yīng)用
    6.1 材料與方法
        6.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        6.1.2 序列與結(jié)構(gòu)分析
        6.1.3 酶活分析
        6.1.4 應(yīng)激源對細(xì)菌生長的影響
        6.1.5 醌介體參與的偶氮染料的介導(dǎo)脫色
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 蛋白序列與結(jié)構(gòu)分析
        6.2.2 AZR的醌還原酶活性
        6.2.3 AZR對E.coli耐受氧化應(yīng)激的影響
        6.2.4 偶氮染料的介導(dǎo)脫色
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 有待深入研究的內(nèi)容
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
參考文獻(xiàn)
附錄A K109A突變序列測序結(jié)果
附錄B K109H突變序列測序結(jié)果
附錄C Y74W突變序列測序結(jié)果
附錄D H75N突變序列測序結(jié)果
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基因工程菌在精對苯二甲酸廢水處理中的應(yīng)用[J]. 陳俊,程樹培,王洪麗,陸建華,張曉春.  工業(yè)用水與廢水. 2006(01)
[2]基因工程菌生物富集廢水中重金屬鎘[J]. 蔡穎,趙肖為,鄧旭,李清彪,盧英華,尹濤烽.  水處理技術(shù). 2006(01)
[3]沼澤紅假單胞菌偶氮還原酶相關(guān)基因的克隆及其生物信息學(xué)分析[J]. 李可,張肇銘,劉曉輝,裴雁曦,熊琦.  生物技術(shù). 2004(05)
[4]沼澤紅假單胞菌偶氮還原酶新基因的克隆表達(dá)[J]. 李可,張肇銘,劉曉輝,熊琦,裴雁曦.  生物技術(shù). 2004(03)
[5]高選擇性基因工程菌E.coli SE5000生物富集水體中的鎳離子[J]. 趙肖為,李清彪,盧英華,何寧,孫道華,鄧旭.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2004(02)
[6]基因工程在海拉爾地區(qū)環(huán)境污染治理中的應(yīng)用前景[J]. 沈向陽.  呼倫貝爾學(xué)院學(xué)報(bào). 2003(06)
[7]環(huán)境治理與保護(hù)中工程菌研究進(jìn)展[J]. 梁超,常春.  環(huán)境技術(shù). 2003(05)
[8]具超強(qiáng)汞富集能力基因工程菌生長情況的研究[J]. 鄧旭,李清彪,孫道華,黃益麗,王琳.  工業(yè)微生物. 2003(03)
[9]芳香族硝基化合物生物降解代謝研究現(xiàn)狀與展望[J]. 周集體,黃麗萍,王競,張勁松,呂紅.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(S1)
[10]TNT廢水治理技術(shù)研究新進(jìn)展[J]. 唐婉瑩,周申范,王連軍,蔣志剛.  江蘇環(huán)境科技. 1997(04)

博士論文
[1]偶氮染料高效降解基因工程菌構(gòu)建與特性研究[D]. 宋智勇.大連理工大學(xué) 2006



本文編號：3519308