陈章鸿:黄孢原毛平革菌对四溴双酚A的降解转化及蛋白组学研究论文

陈章鸿:黄孢原毛平革菌对四溴双酚A的降解转化及蛋白组学研究论文

本文主要研究内容

作者陈章鸿(2019)在《黄孢原毛平革菌对四溴双酚A的降解转化及蛋白组学研究》一文中研究指出:四溴双酚A(TBBPA)是使用量最大的溴代阻燃剂之一,容易释放到各种环境介质中并造成污染。由于TBBPA具有一定的生物毒性和生物累积性,给生态系统和人类的健康安全带来潜在威胁,因此针对其高效降解技术的研究备受关注。微生物修复是去除环境中有毒有害环境污染物的一种重要手段,其中,白腐真菌因其强大的酶系统在多种有机污染物的降解过程中发挥重要作用。目前关于白腐真菌去除TBBPA的研究主要集中于真菌所分泌的漆酶对TBBPA的降解路径,而非真菌直接生物转化TBBPA的机理,对真菌降解TBBPA的蛋白分子机制的研究甚少。鉴于此,本研究选用黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)作为实验菌株,开展对TBBPA的去除性能、降解途径、解毒特性和蛋白质水平的降解机制研究,此外,还初步考察了P.chrysosporium应用于水/沉积物体系中TBBPA生物强化修复的可行性。本论文取得的主要研究结果如下:(1)P.chrysosporium对TBBPA的去除效果与多种环境因素有关,通过单因素优化实验确定了TBBPA去除的最佳条件为:初始pH 45,葡萄糖浓度5 g/L,孢子液接种体积比为5%,TBBPA浓度5 mg/L。在最佳条件下反应3 d后,TBBPA去除率可达97.7%。低浓度(5 mg/L)Cd2+对TBBPA的去除没有显著影响,高浓度(≥20 mg/L)Cd2+则显著抑制P.chrysosporium对TBBPA的去除。外源添加细胞色素P450酶抑制剂可以显著降低TBBPA的去除率,表明菌体细胞色素P450酶参与了TBBPA的降解过程。(2)利用LC-Q-TOF-MS/MS鉴定出7种TBBPA代谢产物,包括:四溴双酚A葡萄糖苷、三溴双酚A、三溴双酚A葡萄糖苷、单羟基四溴双酚A、4-(2-羟基-异丙基)-2,6-二溴苯酚、4-(2-甲氧基-异丙基)-2,6-二溴苯酚以及对羟基苯甲酸。发现除了脱溴途径和氧化裂解途径,真菌还能通过糖苷化和羟基化途径转化TBBPA。为明确P.chrysosporium对TBBPA的解毒特性,以HepG2为模式细胞,考察了不同浓度TBBPA及降解3 d的代谢混合物的细胞毒性效应,结果显示TBBPA(1050μmol/L)以浓度依赖性方式诱导HepG2细胞中过量ROS的累积,从而引起线粒体损伤并导致线粒体膜电位下降,最后诱发HepG2细胞凋亡。TBBPA代谢混合物对细胞ROS含量、线粒体膜电位以及细胞凋亡的影响较小。TBBPA诱导HepG2细胞阻滞于G0/G1期,处于S期的细胞比例减少。TBBPA代谢混合物对细胞周期的扰乱作用弱于TBBPA。研究表明,TBBPA对HepG2的细胞毒性与细胞周期调控及线粒体途径介导的细胞凋亡有关,P.chrysosporium降解TBBPA后产生的代谢混合物表现出更低的细胞毒性。(3)iTRAQ蛋白质组定量分析结果表明,在P.chrysosporium降解TBBPA的过程中共有148个蛋白发生差异表达,其中90个蛋白表达上调,58个蛋白表达下调。蛋白功能分析结果表明,降解过程中P.chrysosporium细胞内2种细胞色素P450酶、3种谷胱甘肽S-转移酶、2种UDP-葡糖基转移酶、1种O-甲基转移酶和其他氧化还原酶的表达显著上调,它们可能参与了P.chrysosporium转化TBBPA过程中羟基化、还原脱溴、糖苷化、O-甲基化以及其他氧化反应。此外,TBBPA胁迫诱导P.chrysosporium胞内磷酸甘油酸激酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、丙酮酸脱羧酶、天冬氨酸-tRNA连接酶、丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶4催化亚基的表达上调,用于产生更多的能量并抵抗氧化胁迫。此外参与氨基酸合成和分解代谢途径的多种相关蛋白表达受到抑制。(4)生物强化降解实验结果表明水/沉积物样品中可能存在能降解TBBPA的微生物,未灭菌对照组中TBBPA的降解率为13.91%,生物强化组、生物强化-生物刺激组中TBBPA的降解率分别显著提高至40.19%和78.87%。这两组处理方法均对微生物群落结构产生影响,并导致某些功能菌群得到强化:生物强化使原毛平革菌属成为水/沉积物体系中的优势真菌,优势细菌为黄杆菌属(0.3%4.4%)和生孢噬纤维菌(1.0%2.8%)。生物强化-生物刺激处理后,假单胞菌属大量富集(9.6%17.3%),生孢噬纤维菌属(1.0%5.5%)的比例也有所增加,推测假单胞菌属可能是TBBPA降解增强的主要原因。此外生孢噬纤维菌属和黄杆菌属也具有潜在的TBBPA降解能力。多种与异生素代谢及微生物细胞自我保护相关的功能基因,如烯酰辅酶A水合酶、3-氧酰基-(酰基载体蛋白)还原酶、谷胱甘肽S-转移酶、甲基接受趋化蛋白和ATP结合盒B亚家族在生物强化-生物刺激组中富集。

Abstract

si xiu shuang fen A(TBBPA)shi shi yong liang zui da de xiu dai zu ran ji zhi yi ,rong yi shi fang dao ge chong huan jing jie zhi zhong bing zao cheng wu ran 。you yu TBBPAju you yi ding de sheng wu du xing he sheng wu lei ji xing ,gei sheng tai ji tong he ren lei de jian kang an quan dai lai qian zai wei xie ,yin ci zhen dui ji gao xiao jiang jie ji shu de yan jiu bei shou guan zhu 。wei sheng wu xiu fu shi qu chu huan jing zhong you du you hai huan jing wu ran wu de yi chong chong yao shou duan ,ji zhong ,bai fu zhen jun yin ji jiang da de mei ji tong zai duo chong you ji wu ran wu de jiang jie guo cheng zhong fa hui chong yao zuo yong 。mu qian guan yu bai fu zhen jun qu chu TBBPAde yan jiu zhu yao ji zhong yu zhen jun suo fen bi de qi mei dui TBBPAde jiang jie lu jing ,er fei zhen jun zhi jie sheng wu zhuai hua TBBPAde ji li ,dui zhen jun jiang jie TBBPAde dan bai fen zi ji zhi de yan jiu shen shao 。jian yu ci ,ben yan jiu shua yong huang bao yuan mao ping ge jun (Phanerochaete chrysosporium)zuo wei shi yan jun zhu ,kai zhan dui TBBPAde qu chu xing neng 、jiang jie tu jing 、jie du te xing he dan bai zhi shui ping de jiang jie ji zhi yan jiu ,ci wai ,hai chu bu kao cha le P.chrysosporiumying yong yu shui /chen ji wu ti ji zhong TBBPAsheng wu jiang hua xiu fu de ke hang xing 。ben lun wen qu de de zhu yao yan jiu jie guo ru xia :(1)P.chrysosporiumdui TBBPAde qu chu xiao guo yu duo chong huan jing yin su you guan ,tong guo chan yin su you hua shi yan que ding le TBBPAqu chu de zui jia tiao jian wei :chu shi pH 45,pu tao tang nong du 5 g/L,bao zi ye jie chong ti ji bi wei 5%,TBBPAnong du 5 mg/L。zai zui jia tiao jian xia fan ying 3 dhou ,TBBPAqu chu lv ke da 97.7%。di nong du (5 mg/L)Cd2+dui TBBPAde qu chu mei you xian zhe ying xiang ,gao nong du (≥20 mg/L)Cd2+ze xian zhe yi zhi P.chrysosporiumdui TBBPAde qu chu 。wai yuan tian jia xi bao se su P450mei yi zhi ji ke yi xian zhe jiang di TBBPAde qu chu lv ,biao ming jun ti xi bao se su P450mei can yu le TBBPAde jiang jie guo cheng 。(2)li yong LC-Q-TOF-MS/MSjian ding chu 7chong TBBPAdai xie chan wu ,bao gua :si xiu shuang fen Apu tao tang gan 、san xiu shuang fen A、san xiu shuang fen Apu tao tang gan 、chan qiang ji si xiu shuang fen A、4-(2-qiang ji -yi bing ji )-2,6-er xiu ben fen 、4-(2-jia yang ji -yi bing ji )-2,6-er xiu ben fen yi ji dui qiang ji ben jia suan 。fa xian chu le tuo xiu tu jing he yang hua lie jie tu jing ,zhen jun hai neng tong guo tang gan hua he qiang ji hua tu jing zhuai hua TBBPA。wei ming que P.chrysosporiumdui TBBPAde jie du te xing ,yi HepG2wei mo shi xi bao ,kao cha le bu tong nong du TBBPAji jiang jie 3 dde dai xie hun ge wu de xi bao du xing xiao ying ,jie guo xian shi TBBPA(1050μmol/L)yi nong du yi lai xing fang shi you dao HepG2xi bao zhong guo liang ROSde lei ji ,cong er yin qi xian li ti sun shang bing dao zhi xian li ti mo dian wei xia jiang ,zui hou you fa HepG2xi bao diao wang 。TBBPAdai xie hun ge wu dui xi bao ROShan liang 、xian li ti mo dian wei yi ji xi bao diao wang de ying xiang jiao xiao 。TBBPAyou dao HepG2xi bao zu zhi yu G0/G1ji ,chu yu Sji de xi bao bi li jian shao 。TBBPAdai xie hun ge wu dui xi bao zhou ji de rao luan zuo yong ruo yu TBBPA。yan jiu biao ming ,TBBPAdui HepG2de xi bao du xing yu xi bao zhou ji diao kong ji xian li ti tu jing jie dao de xi bao diao wang you guan ,P.chrysosporiumjiang jie TBBPAhou chan sheng de dai xie hun ge wu biao xian chu geng di de xi bao du xing 。(3)iTRAQdan bai zhi zu ding liang fen xi jie guo biao ming ,zai P.chrysosporiumjiang jie TBBPAde guo cheng zhong gong you 148ge dan bai fa sheng cha yi biao da ,ji zhong 90ge dan bai biao da shang diao ,58ge dan bai biao da xia diao 。dan bai gong neng fen xi jie guo biao ming ,jiang jie guo cheng zhong P.chrysosporiumxi bao nei 2chong xi bao se su P450mei 、3chong gu guang gan tai S-zhuai yi mei 、2chong UDP-pu tang ji zhuai yi mei 、1chong O-jia ji zhuai yi mei he ji ta yang hua hai yuan mei de biao da xian zhe shang diao ,ta men ke neng can yu le P.chrysosporiumzhuai hua TBBPAguo cheng zhong qiang ji hua 、hai yuan tuo xiu 、tang gan hua 、O-jia ji hua yi ji ji ta yang hua fan ying 。ci wai ,TBBPAxie pai you dao P.chrysosporiumbao nei lin suan gan you suan ji mei 、gan you quan -3-lin suan tuo qing mei 、bing tong suan tuo suo mei 、tian dong an suan -tRNAlian jie mei 、si an suan /su an suan dan bai lin suan mei 4cui hua ya ji de biao da shang diao ,yong yu chan sheng geng duo de neng liang bing di kang yang hua xie pai 。ci wai can yu an ji suan ge cheng he fen jie dai xie tu jing de duo chong xiang guan dan bai biao da shou dao yi zhi 。(4)sheng wu jiang hua jiang jie shi yan jie guo biao ming shui /chen ji wu yang pin zhong ke neng cun zai neng jiang jie TBBPAde wei sheng wu ,wei mie jun dui zhao zu zhong TBBPAde jiang jie lv wei 13.91%,sheng wu jiang hua zu 、sheng wu jiang hua -sheng wu ci ji zu zhong TBBPAde jiang jie lv fen bie xian zhe di gao zhi 40.19%he 78.87%。zhe liang zu chu li fang fa jun dui wei sheng wu qun la jie gou chan sheng ying xiang ,bing dao zhi mou xie gong neng jun qun de dao jiang hua :sheng wu jiang hua shi yuan mao ping ge jun shu cheng wei shui /chen ji wu ti ji zhong de you shi zhen jun ,you shi xi jun wei huang gan jun shu (0.3%4.4%)he sheng bao shi qian wei jun (1.0%2.8%)。sheng wu jiang hua -sheng wu ci ji chu li hou ,jia chan bao jun shu da liang fu ji (9.6%17.3%),sheng bao shi qian wei jun shu (1.0%5.5%)de bi li ye you suo zeng jia ,tui ce jia chan bao jun shu ke neng shi TBBPAjiang jie zeng jiang de zhu yao yuan yin 。ci wai sheng bao shi qian wei jun shu he huang gan jun shu ye ju you qian zai de TBBPAjiang jie neng li 。duo chong yu yi sheng su dai xie ji wei sheng wu xi bao zi wo bao hu xiang guan de gong neng ji yin ,ru xi xian fu mei Ashui ge mei 、3-yang xian ji -(xian ji zai ti dan bai )hai yuan mei 、gu guang gan tai S-zhuai yi mei 、jia ji jie shou qu hua dan bai he ATPjie ge he Bya jia zu zai sheng wu jiang hua -sheng wu ci ji zu zhong fu ji 。

论文参考文献

  • [1].黄孢原毛平革菌促进凤眼莲发酵产乙醇效率的研究[D]. 翁辰.华东师范大学2017
  • [2].黄孢原毛平革菌去除水体重金属的应用基础研究[D]. 范佳琦.湖南大学2011
  • [3].黄孢原毛平革菌抗营养阻遏产漆酶特性及其生理调控机制研究[D]. 李文燕.福建农林大学2012
  • [4].黄孢原毛平革菌胞外过氧化物酶的生产、固定化及应用[D]. 刘东华.浙江工业大学2008
  • [5].银纳米颗粒对黄孢原毛平革菌去除重金属镉的影响及其自身在体系中的迁移转化研究[D]. 左亚男.湖南大学2015
  • [6].高产锰过氧化物酶菌株的筛选、诱变选育及固体发酵条件优化[D]. 韦元雅.西北大学2009
  • [7].黄孢原毛平革菌诱变菌株产酶特性与木质素降解研究[D]. 孟延.福建农林大学2012
  • [8].黄孢原毛平革菌和黄孢原毛平革菌漆酶对五氯酚降解的研究[D]. 彭丹.湖南大学2008
  • [9].黄孢原毛平革菌及其在堆肥中对木质素生物降解特性的影响研究[D]. 冯冲凌.湖南大学2007
  • [10].黄孢原毛平革菌合成木素过氧化物酶酶活提高及其降解石油的研究[D]. 张红.新疆农业大学2006
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自华南理工大学的陈章鸿,发表于刊物华南理工大学2019-10-23论文,是一篇关于四溴双酚论文,黄孢原毛平革菌论文,细胞毒性论文,蛋白质组学论文,生物修复论文,华南理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自华南理工大学2019-10-23论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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