磺胺類抗生素因其具有良好的抗病、促生長的功效在家禽類養(yǎng)殖業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,特別是近年來養(yǎng)殖場藥物保健理念的興起更是把磺胺類抗生素的使用推向高潮。長期抗生素的濫用導(dǎo)致肉雞體內(nèi)與糞便中含有高濃度的抗生素殘留,釋放到土壤,水域等生態(tài)環(huán)境中的抗生素最終會誘導(dǎo)產(chǎn)生多種耐藥性菌株并對人類健康造成嚴重威脅。目前,傳統(tǒng)的物理、化學(xué)等方法通常在降解抗生素過程中存在施用成本過高并且對環(huán)境造成二次污染的風(fēng)險。因此,找到一種環(huán)保、有效又經(jīng)濟的新方法,是解決畜禽糞便內(nèi)抗生素殘留問題的關(guān)鍵。本文綜合對比了現(xiàn)存多種磺胺嘧啶的降解方法后利用細胞表面展示技術(shù)將來源于平菇（Pleurotus ostreatus HAUCC 162）的漆酶多肽lacc6展示在益生菌大腸桿菌Nissle 1917（EcN）細胞表面并獲得全細胞生物催化劑EcN-IL。在體外檢測中發(fā)現(xiàn)該工程菌株的漆酶酶活力為1.99±0.87 U/mg細菌干重,酶活反應(yīng)的最佳溫度為40℃,最佳pH值為5.0,其在3 h內(nèi)對磺胺嘧啶的降解率最高可達到37±1.3%。隨后,以白羽肉雞為動物模型,將全細胞生物催化劑制備成菌株凍干粉飼喂給肉雞,經(jīng)過檢測后發(fā)現(xiàn)0.07%... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

抗生素的主要施用途徑及其幾種殘留的環(huán)境[6]

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文利用細胞表面展示漆酶特異性降低雞糞中磺胺嘧啶殘留3綜上所述，SAs通過食物鏈可在各種生物體中積累，這種積累可能致使這些藥物引起人體局部毒性作用增加[1,35]。此外，SAs在不同施用環(huán)境中會其作用機制也不同[35,36]。研究表明，濃度為46ng/L的磺胺甲惡唑（SMZ）與其他多種藥物混合施用時可抑制人類胚胎細胞HEK293的生長，且觀察到的最高效果是細胞增殖比對照組減少了30%[37]。生活中，若人類長期服用過量SAs，則會出現(xiàn)惡心和皮膚過敏等典型的不良反應(yīng)[11]。Dolliver等認為，食品中SAs殘留雖然不會對人類健康造成威脅或不良影響，但會發(fā)展和傳播抗生素的耐藥性[38]。圖1-2展示了環(huán)境中SAs殘基和抗性基因的殘留部位及其傳遞途徑，不難看出，動物糞便是SAs殘留的主要部位，大量的抗生素積累最終會導(dǎo)致環(huán)境中各種抗性基因滋生并形成新的致病菌，最終威脅人類健康[11]。圖1-2SAs殘基與抗性基因殘留的部位及其污染的主要傳播途徑[11]Fig1-2.SitesofSAsresiduesandresistancegeneresiduesintheenvironmentandthemaintransmissionroutesofpollution.1.1.2磺胺類抗生素殘留的現(xiàn)有治理方法近年來，由于畜牧業(yè)及醫(yī)療事業(yè)的不斷發(fā)展，SAs濫用現(xiàn)象層出不窮，最終為自然環(huán)境與人類健康帶來了嚴重危害。針對不同污染場所殘留情況，研究者探究了多種SAs去除方法。目前，最常見的去除方法有物理和化學(xué)法以及以微生物為底物的消化法。常見降解SAs的物理和化學(xué)方法如：O3、Cl2、ClO2、Fenton反應(yīng)、光催化

鰨??锎呋?戀鬧馗蠢?糜朐偕?δ茉誑股?氐刃灤臀廴疚锏娜コ?過程中具有重要作用[56]。一個完整的生物催化系統(tǒng)必須確保酶的功能和穩(wěn)定性，同時最大限度地提高催化活性效率[57]。目前，為適應(yīng)生產(chǎn)應(yīng)用的要求，生物酶分別以多種形式被應(yīng)用于去除環(huán)境中的新型污染物。例如，Auriol等發(fā)明的漆酶-膜生物反應(yīng)器其可在實驗室規(guī)模（4mg/L）與實際廢水（100μg/L）中持續(xù)去除雌激素，去除效率達到80-100%[58]。該方法本質(zhì)是在水處理中直接將酶作為添加劑，但酶的施用成本高、作用時間較短且回收困難，因此其應(yīng)用前景狹窄。如圖1-3所示，Hutchison團隊在傳統(tǒng)的離子交換樹脂和新興的化學(xué)催化劑的基礎(chǔ)上將高氯酸鹽還原酶與綠泥石歧化酶提取物制備成為脂質(zhì)和聚合物囊泡，這種新型的酶生物催化劑可持續(xù)去除飲用水中的高氯酸鹽（100μM）[59]。最近的一項研究采用包封法將純化的木瓜漆酶固定在殼聚糖微球中，提高了其對多種環(huán)境污染物如金屬離子包括重金屬離子、有機溶劑的耐受性，同時，這種固定化漆酶還改善了染料的脫色功能，使合成染料靛胭脂(50g/mL)在8h內(nèi)完全脫色，而在相同條件下游離漆酶的脫色能力僅為56%[60]。然而，這些固定化技術(shù)有很大的缺點，固定在各種基質(zhì)中的酶由于經(jīng)過化學(xué)處理而變性進一步失去酶的功能，一些化學(xué)固定劑還對環(huán)鏡造成二次污染[61]。因此，酶的固定化法也是不經(jīng)濟、不環(huán)保、不持續(xù)的。圖1-3固定化生物酶在去除高氯酸鹽中的應(yīng)用[59]Fig1-3.Applicationofimmobilizedbiologicalenzymesintheremovalofperchlorate.

【參考文獻】：
期刊論文
[1]腸道修復(fù):一種利用益生菌減少重金屬積累的新思路[J]. 李榮,馮朋雅,葉澤,陳瀟,李祥鍇,劉璞.  微生物學(xué)通報. 2019(07)
[2]抗腫瘤靶向工程菌的高密度發(fā)酵及菌粉研制[J]. 王燦,莫湘濤,張峰,吳柳娟,李躺,夏立秋.  食品科學(xué). 2018(02)
[3]益生菌大腸桿菌Nissle 1917抗逆性能、豬腸上皮細胞黏附率及抑菌效果研究[J]. 李金龍,鄧歡,劉金艷,毛俊霞,王瑤,唐志如.  動物營養(yǎng)學(xué)報. 2017(04)
[4]真核生物來源漆酶的異源表達研究進展[J]. 寧娜,譚慧軍,孫新新,倪金鳳.  生物工程學(xué)報. 2017(04)
[5]利用轉(zhuǎn)座子構(gòu)建靶向侵襲性抗腫瘤工程菌[J]. 白利明,唐斯佳,文也,楊琦,孫運軍,胡勝標,丁學(xué)知,夏立秋.  中國科學(xué):生命科學(xué). 2015(02)
[6]真菌漆酶結(jié)構(gòu)與功能研究進展[J]. 劉忠川,王剛剛.  生物物理學(xué)報. 2013(09)
[7]污水廠不同生物處理工藝對抗生素的去除效果[J]. 殷小偉,強志民,賁偉偉,潘尋.  中國給水排水. 2012(22)

博士論文
[1]大腸桿菌Nissle 1917無質(zhì)�？寺【瓯廾砻嬲故竟δ芴轿鯷D]. 楊穎.揚州大學(xué) 2016
[2]擬青霉漆酶發(fā)酵調(diào)控、分離純化及性質(zhì)的研究[D]. 劉志鈺.江南大學(xué) 2010
[3]利用冰晶核蛋白構(gòu)建細菌細胞表面展示體系及其應(yīng)用研究[D]. 李茜茜.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[4]革耳（Panus rudis）漆酶的異源表達和酶學(xué)性質(zhì)改良[D]. 楊建強.中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2005

碩士論文
[1]利用冰晶核蛋白構(gòu)建透明質(zhì)酸酶細菌細胞表面展示體系及其應(yīng)用研究[D]. 呂思涵.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 2015
[2]污水廠中磺胺類抗生素的去除效率與殘留特征[D]. 白楊.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]惡臭假單胞菌X4表面展示融合蛋白質(zhì)EGFP-4MTα及工程菌對鎘的吸附[D]. 何小川.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：2978290