發(fā)布時間：2017-08-12 16:04

  本文關(guān)鍵詞：Acinetobacter sp.Y1的氨氮去除性能及其關(guān)鍵酶的研究

  更多相關(guān)文章： 異養(yǎng)硝化 氨氮 羥胺氧化還原酶 亞硝酸鹽還原酶 硝酸鹽還原酶 基因組測序

【摘要】：Acinetobacter sp.Y1是一株從太原焦化廢水處理廠中篩選到的異養(yǎng)硝化好氧反硝化細(xì)菌。本實驗對Acinetobacter sp.Y1進行了氨氮和COD去除性能檢測,氨氮去除路徑中關(guān)鍵酶-羥胺氧化還原酶(HAO)、亞硝酸鹽還原酶(NIR)和硝酸鹽還原酶(NAR)的酶活性檢測,HAO的分離純化和酶學(xué)性質(zhì)研究,并對全基因組進行測序和分析,得到的主要結(jié)論如下:1.檸檬酸鈉為碳源、硫酸銨為氮源,培養(yǎng)24 h,Acinetobacter sp.Y1對氨氮、總氮、COD的去除率分別達(dá)到98%、94%、92%。硝化過程中羥胺、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮不積累。2.優(yōu)化超聲波破碎法提取粗酶的工作條件,得到最佳參數(shù)組合為:破碎功率50 W,工作與間歇時間分別為4 s和7 s,菌液密度1.250,總工作時間20 min。檢測到HAO、NIR、NAR的比活力分別為0.011、0.002、0.018 U/mg protein。HAO是周質(zhì)蛋白,SDS-PAGE分析比較滲透壓休克法和超聲波破碎法得到的粗酶液,發(fā)現(xiàn)滲透壓休克法得到的粗酶液雜蛋白種類少,含量低,HAO酶活性高,比超聲波破碎法更適合用來提取HAO。3.優(yōu)化培養(yǎng)條件,得到檸檬酸鈉為碳源、硫酸銨為氮源、C/N=14、培養(yǎng)時間16 h時,HAO產(chǎn)量最高。滲透壓休克法提取粗酶后,采用DEAE SefinoseTM FF離子交換層析和SefinoseTM CL-6B凝膠過濾層析對粗酶液進行分離純化,首次純化得到分子量為47 k Da的HAO,純化倍數(shù)為7.32,產(chǎn)率為19.40%。酶學(xué)性質(zhì)研究發(fā)現(xiàn):HAO反應(yīng)的最適p H為8.0,最適溫度為30 oC,在p H 7-8,溫度低于30 o C時相對穩(wěn)定;1 mmol/L的Mg~(2+)、Fe~(2+)、Fe~(3+)、Ag~+、Pb~(2+)、Na~+和K~+對HAO酶活性有促進作用,Mn~(2+)、Zn~(2+)對HAO影響不大,Cu~(2+)、Ca~(2+)、Ba~(2+)對其有抑制作用;0.4 mmol/L EDTA-2Na促進HAO酶活性,但抑制作用隨EDTA-2Na濃度增加而增大;細(xì)胞色素C不能代替K3[Fe(CN)6]作為HAO的電子受體。4.采用全基因組鳥槍法對Acinetobacter sp.Y1的全基因組進行測序。得到的組裝尺寸為3384069 bp,分為24個scaffold,平均GC含量39.56%。RAST注釋得到蛋白編碼基因3137個,總編碼長度2957373 bp,編碼比率87.39%。5.測序結(jié)果與公共數(shù)據(jù)庫比對,注釋上PFAM、NR、CDD、Swiss-Prot、COG、Tr EMBL、GO、KEGG等數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的基因。對預(yù)測基因進行COG功能分類預(yù)測,共有2295個基因被注釋上20種COG分類;GO功能分類預(yù)測,共有2113個基因注釋上功能分類,在生物學(xué)過程分類中注釋最多的是細(xì)胞過程和代謝過程;在細(xì)胞學(xué)組件分類中注釋最多的是細(xì)胞和細(xì)胞成分;在分子功能分類中注釋最多的是結(jié)合活性和催化活性。KEGG注釋結(jié)果顯示,1708個基因共注釋上167條路徑,含氮代謝和多條污染物代謝路徑。并比對上glt B、glt D、nas A、nir B、NRT、GLUD1_2、gud B、cyn T、ncd2、nrt C、gln A、gdh A、nrt B、amo等多條與氮代謝相關(guān)的基因序列,為Acinetobacter sp.Y1氨氮去除路徑的研究提供理論依據(jù)。6.此外,Acinetabacter sp.Y1不僅能去除污水中的氨氮,還能降解乙苯、苯乙烯、萘、檸檬烯和蒎烯、環(huán)氯乙烷和氯苯、氨基苯甲酸、硝基甲苯、多環(huán)芳烴、苯酸鹽、雙酚、香葉醇、二惡英等,在污染治理領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛能。
【關(guān)鍵詞】：異養(yǎng)硝化 氨氮 羥胺氧化還原酶 亞硝酸鹽還原酶 硝酸鹽還原酶 基因組測序
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X172;X784
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-31
• 1.1 氮素污染現(xiàn)狀13-16
• 1.1.1 水體氮素來源13
• 1.1.2 水體中氮素的危害13-14
• 1.1.3 廢水排放標(biāo)準(zhǔn)14-16
• 1.2 廢水脫氮技術(shù)16-19
• 1.2.1 化學(xué)脫氮法16
• 1.2.2 物理化學(xué)脫氮法16
• 1.2.3 生物脫氮法16-19
• 1.3 異養(yǎng)硝化19-21
• 1.3.1 異養(yǎng)硝化細(xì)菌19
• 1.3.2 異養(yǎng)硝化過程中的關(guān)鍵酶19-21
• 1.4 好氧反硝化21-22
• 1.4.1 好氧反硝化過程21
• 1.4.2 好氧反硝化過程中的關(guān)鍵酶21-22
• 1.5 異養(yǎng)硝化好氧反硝化22-24
• 1.5.1 異養(yǎng)硝化好氧反硝化技術(shù)22-23
• 1.5.2 異養(yǎng)硝化好氧反硝化路徑23-24
• 1.6 微生物基因組學(xué)研究24-28
• 1.6.1 微生物基因組學(xué)研究的現(xiàn)狀24-26
• 1.6.2 微生物基因組學(xué)研究的應(yīng)用26
• 1.6.3 Acinetobacter屬基因組學(xué)研究的現(xiàn)狀26-28
• 1.7 課題研究的來源、背景意義與內(nèi)容28-31
• 1.7.1 課題研究的來源28
• 1.7.2 課題研究的背景意義28-29
• 1.7.3 課題研究的內(nèi)容29
• 1.7.4 課題研究的技術(shù)路線29-31
• 第二章 Acinetobacter sp. Y1的氨氮去除性能及關(guān)鍵酶活性31-41
• 2.1 引言31
• 2.2 實驗材料與儀器31-32
• 2.2.1 菌株及培養(yǎng)基31-32
• 2.2.2 實驗試劑32
• 2.2.3 實驗儀器32
• 2.3 實驗方法32-34
• 2.3.1 氨氮去除性能32-33
• 2.3.2 超聲波破碎法提取粗酶的條件優(yōu)化33
• 2.3.3 滲透壓休克法提取HAO33
• 2.3.4 HAO、NIR、NAR酶活性測試33
• 2.3.5 分析方法33-34
• 2.4 結(jié)果與分析34-40
• 2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線34-35
• 2.4.2 氨氮及COD去除性能35-36
• 2.4.3 超聲波破碎法粗酶提取條件優(yōu)化36-38
• 2.4.4 兩種HAO提取方法的比較38-39
• 2.4.5 HAO、NIR、NAR酶活性測試39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 HAO的優(yōu)化、純化和酶學(xué)性質(zhì)研究41-57
• 3.1 引言41
• 3.2 實驗材料與儀器41-42
• 3.2.1 實驗試劑41
• 3.2.2 實驗儀器41-42
• 3.3 實驗方法42-47
• 3.3.1 產(chǎn)酶條件優(yōu)化42
• 3.3.2 HAO分離純化42-46
• 3.3.3 HAO酶學(xué)性質(zhì)研究46-47
• 3.4 結(jié)果與分析47-55
• 3.4.1 產(chǎn)酶條件優(yōu)化47-48
• 3.4.2 HAO分離純化48-52
• 3.4.3 HAO酶學(xué)性質(zhì)研究52-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 第四章 Acinetobacter sp. Y1全基因組測序及分析57-75
• 4.1 引言57
• 4.2 實驗材料與方法57-60
• 4.2.1 菌株及培養(yǎng)基57
• 4.2.2 實驗儀器57
• 4.2.3 測序樣品的準(zhǔn)備57-58
• 4.2.4 基因組測序58
• 4.2.5 軟件及數(shù)據(jù)庫58-59
• 4.2.6 原始數(shù)據(jù)處理59
• 4.2.7 基因組拼接59
• 4.2.8 同源基因組比對59
• 4.2.9 基因預(yù)測59
• 4.2.10與公共數(shù)據(jù)庫比對59-60
• 4.2.11 COG注釋60
• 4.2.12 GO注釋60
• 4.2.13 Pathway注釋60
• 4.3 結(jié)果與分析60-73
• 4.3.1 測序結(jié)果概況60-62
• 4.3.2 同源基因組比較62-63
• 4.3.3 基因預(yù)測63-64
• 4.3.4 與公共數(shù)據(jù)庫比對64-66
• 4.3.5 COG注釋66-68
• 4.3.6 GO注釋68-69
• 4.3.7 Pathway注釋69-71
• 4.3.8 氨單加氧酶71-73
• 4.4 本章小結(jié)73-75
• 第五章 主要結(jié)論與展望75-77
• 5.1 主要結(jié)論75-76
• 5.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-87
• 致謝87-89
• 攻讀學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果及獎勵89

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