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1、苯环化合物微生物降解本讲稿第一页，共十三页苯环化合物苯环化合物 分子中含有苯环的有机化合物叫做芳香族化合物。它包括芳香烃及其衍生物，如卤代芳香烃、芳香族硝基化合物、芳香醇、芳香酸、类固醇等。本讲稿第二页，共十三页人体人体50%呼吸道排出40%肝脏代谢10%贮存在体内（1）干扰细胞因子对骨髓造血干细胞生长分化（2）直接抑制造血细胞的核分裂（3）抑制细胞增殖（4）损伤DNA（5）癌基因的激活本讲稿第三页，共十三页微生的物降解微生的物降解CO2有机质本讲稿第四页，共十三页微生物降解与转化污染物的微生物降解与转化污染物的巨大潜力巨大潜力 微生物具有易变异的特点，这意味着微生物可以很快地适应环境并降解和
2、转化环境中的污染物质，或者说，微生物具有降解与转化污染物的巨大潜力。产生诱导酶产生诱导酶形成突变株形成突变株降解性质粒降解性质粒组建超级菌组建超级菌共代谢方式共代谢方式本讲稿第五页，共十三页1 产生诱导酶产生诱导酶 诱导酶是微生物在外界诱导物作用下而产生的酶，这是微生物对外界营养条件变化的普遍适应方式。本讲稿第六页，共十三页2 形成突变株形成突变株 微生物易受环境因素的影响而产生突变体，这种突变对微生物本身是有益的，它可以促使微生物合成一些新的酶类，赋予微生物新的性状功能，包括降解转化污染物质的功能。在自然状态下，突变频率相当低，一个突变体的产生需要较长的时间过程。因此，采用人工诱变育种的方法
3、或通过基采用人工诱变育种的方法或通过基因工程组建新的可降解特定污染物的因工程组建新的可降解特定污染物的“工程菌工程菌”，已成为环境微生物学研究的新内容之一，已成为环境微生物学研究的新内容之一。本讲稿第七页，共十三页3 降解性质粒降解性质粒 微生物的降解转化污染物的功能是受细胞内的质粒所控制的。现已发现许多这类质粒，例如降解直链烷烃质粒（OCT）、降解甲苯质粒（TOL）、降解2，4D质粒（PJP）、降解六六六质粒（BHC）和耐汞质粒（MER）等。筛选具有降解性质粒的高效菌株是环筛选具有降解性质粒的高效菌株是环境微生物的重要工作。境微生物的重要工作。本讲稿第八页，共十三页4 组建超级菌组建超级菌
4、由于并非所有的微生物都具有所有的质粒，故人们开始通过遗传工程手段将多个菌中功能不同的质粒转移到同一菌体内，创建含多质粒，具多功能的新菌株，即所谓“超级菌”，这已成为环境微生物学研究的重要这已成为环境微生物学研究的重要方向。方向。本讲稿第九页，共十三页5 共代谢方式共代谢方式 前4种方式中，微生物都直接以污染物为碳源或能源进行生长繁殖，同时将污染物降解转化。当微生物不能直接把有机污染物作为碳源或能源时，我们必需为其提供代谢的条件，使其获得碳源或能源，降解转化有机污染物。综上所述，微生物具有巨大的降解转化潜力，而我综上所述，微生物具有巨大的降解转化潜力，而我们必须提供最佳的生活条件，让微生物把这种
5、强大潜力们必须提供最佳的生活条件，让微生物把这种强大潜力充分发挥出来。充分发挥出来。本讲稿第十页，共十三页国内的研究进展1石油烃类化合物降解菌的研究概况121（1）芳香烃一般通过烃基化形成二醇,随着邻苯二酚的形成,环断开,邻苯二酚继而降解为三羧环的中间产物。（2）在长期受到苯污染的土壤中,加入的苯有80%被细菌降解,20%被真菌解。（3）含有多个降解质粒的假单孢菌属工程菌株可降解脂肪烃、芳香烃、萜烃、多环芳香族烃类化合物。Burlage等将假单孢菌属菌株NAHT质粒中编码萘降解基因的片段整合到弧菌的Lux基因上,Lux基因是控制发光性状的,这样便可利用生物发光来监测此微生物对萘的降解。本讲稿第
6、十一页，共十三页2氯代芳香化合物的微生物降解研究45（1）厌氧条件下,五氯酚先被降解为三、二和一氯酚,然后苯环破裂生成甲烷和二氧化碳,但该情况是哪种微生物起作用尚不清楚；邻、间、对-二氯苯的生物降解代谢途径均能形成共同的中间产物二氯儿茶酚,然后苯环被打开。（2）许多独立分离出的降解性质粒具有遗传同源性。2,4-D降解性质粒pJP4、pEML159和pRC10具有同源现象。杂交研究表明,质粒pAC25,pAC27和pWR1编码2,4-D的降解途径也表现出共同的进化现象。本讲稿第十二页，共十三页（3）构建菌株通常是构建一质粒,使该质粒具有编码周围或中心酶系的基因。Lehrbach把来自NAH7质粒的编码水杨酸水解酶的nahG基因引入到B13菌株中,使B13增加了利用水杨酸和氯代水杨酸的能力。Chatterjee等把TOL质粒引入含pAC25的假单胞菌B13(该菌株只能利用3-氯苯甲酸)菌株后,使B13增加了利用4-CBA和3,5-DCBA的能力,这是由于TOL质粒的甲苯氧化酶使4-CBA和3,5-DCBA转化成了相应的氯代儿茶酚,然后再被B13中的pAC25质粒编码的酶降解。本讲稿第十三页，共十三页