黃 璐, 聶麥茜, 胡 睿, 肖 婷, 聶紅云, 王 琰
(西安建筑科技大學(xué) 環(huán)境與市政工程學(xué)院,陜西 西安 710055)
銅綠假單胞菌NY3胞外分泌物對降解烴類的影響作用
黃 璐, 聶麥茜*, 胡 睿, 肖 婷, 聶紅云, 王 琰
(西安建筑科技大學(xué) 環(huán)境與市政工程學(xué)院,陜西 西安 710055)
為了研究銅綠假單胞菌PseudomonasaeruginosaNY3胞外分泌物對烴類降解的作用,對胞外分泌物影響烴類降解的效率進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn),NY3菌以LB培養(yǎng)基和以烴類為唯一碳源的無機(jī)鹽培養(yǎng)基培養(yǎng)得到的種子液,離心并洗滌菌體后,菌細(xì)胞代謝烴類效率明顯下降。分別利用鹽析和溶劑萃取法,提取種子液上清液中胞外大分子和小分子,且投加在NY3菌(離心后的菌細(xì)胞)降解十四烷的無機(jī)鹽培養(yǎng)基中,發(fā)現(xiàn)24 h內(nèi)外加胞外大分子化合物,使NY3菌對十四烷去除率可提高約14%,而投加小分子化合物使NY3菌24 h內(nèi)對十四烷去除率提高約6%。利用SDS-page聚丙烯酰氨凝膠電泳分離胞外大分子,結(jié)果發(fā)現(xiàn)主要是該菌胞外所分泌的蛋白或多肽類,主要有3個(gè)條帶,它們的分子量約在35~55 kD范圍內(nèi),其對烴降解促進(jìn)作用機(jī)理有待進(jìn)一步驗(yàn)證。利用飛行質(zhì)譜(LCMS-IT-TOF)鑒定胞外小分子分泌物,結(jié)果表明在本研究條件下,它們均為氧化還原反應(yīng)活性物,可以加快反應(yīng)體系中電子傳遞速度,促進(jìn)底物的氧化還原反應(yīng)。
銅綠假單胞菌NY3;胞外分泌物;十四烷;生物降解;物質(zhì)的鑒定
廣泛存在于環(huán)境中的烴類污染物對人體健康和生態(tài)系統(tǒng)的安全構(gòu)成了很大威脅。生物修復(fù),尤其是微生物降解,已成為一種最有發(fā)展?jié)摿Φ闹卫頍N類污染的技術(shù)[1]。能降解烴類的微生物普遍存在于環(huán)境中,且種類繁多[2-3],如分枝桿菌屬、諾卡氏菌屬、假單胞菌屬、脫硫弧菌屬、無色桿菌屬。研究發(fā)現(xiàn),假單胞菌屬中大多菌株均能降解烴類物質(zhì)[4]。近年來研究表明,銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)有快速降解烴的能力,并在高濃度烴存在下能夠快速生長,尤其是對水溶性更小的長鏈烴[5-7],這與其豐富的胞外分泌物有密切關(guān)系[8-9]。本課題組前期的研究發(fā)現(xiàn),銅綠假單胞菌NY3以單一烴類為唯一碳源生長時(shí),細(xì)胞的生長特性常常與種子液接種量密切相關(guān)。一般接種量在1%以下,細(xì)胞生長速度慢,或根本觀察不到細(xì)胞的生長趨勢。在有些情況下,無菌離心收獲細(xì)胞后,即使接種量增大,細(xì)胞的生長速度也會(huì)受很大的影響。據(jù)此,我們推測NY3菌細(xì)胞生長過程中,胞外分泌物在該菌降解疏水性化合物時(shí),有明顯的促進(jìn)作用。本研究旨在明確銅綠假單胞菌NY3胞外分泌物及胞外提取物在對其降解烴類物質(zhì)的作用。
1.1 材料
1.1.1 菌種來源 銅綠假單胞菌NY3(屬于假單胞菌屬,革蘭陰性菌),本實(shí)驗(yàn)室分離并鑒定[10]。
1.1.2 試劑和培養(yǎng)基 無機(jī)鹽培養(yǎng)基:NH4NO31.0 g,磷酸鹽緩沖液(K2HPO4·3H2O 81.22 g,NaH2PO4·2H2O 42.9 g)25 mL,微量元素[11]1 mL,1 mol/L MgSO4·7H2O溶液0.5 mL ,1 mol/L CaCl2·2H2O溶液0.1 mL ,pH 7.5,蒸餾水定容至1 000 mL,121 ℃高壓水蒸氣滅菌30 min,備用。LB培養(yǎng)基:NaCl 5.0 g,牛肉膏3.0 g,蛋白胨10.0 g,蒸餾水1 000 mL,pH調(diào)節(jié)為7.5左右,121 ℃滅菌30 min,備用。
1.2 方法
1.2.1 NY3種子液的制備 種子液分為兩種,分別利用LB培養(yǎng)基和含0.15%(體積分?jǐn)?shù),下同)十六烷的無機(jī)鹽培養(yǎng)基制備NY3菌種子液。首先將NY3接種于LB培養(yǎng)基中,30 ℃,150 r/min,好氧培養(yǎng)24 h,OD600達(dá)到(1.6±0.05),備用。無菌條件下,將上述種子液按照10%接種于含0.15%十六烷的無機(jī)鹽培養(yǎng)基中,30 ℃,150 r/min,好氧培養(yǎng)48 h,OD600達(dá)(0.48±0.05),備用。
1.2.2 種子液胞外分泌物對NY3菌以單一烴類為碳源和能源生長的影響 將上述不同生長條件下獲得的種子液,以下面兩種不同的方式接種于含0.15%十四烷的無機(jī)鹽培養(yǎng)基中:①取上述未離心的兩種培養(yǎng)基制備的種子液10 mL直接接種于100 mL含十四烷唯一碳源的無機(jī)鹽體系中;②無菌操作條件下,將兩種種子液離心,再用無菌水重懸至離心前相同體積,然后取10 mL接種于相同無機(jī)鹽體系中。恒溫培養(yǎng),定時(shí)采樣,用平板計(jì)數(shù)法測定活菌數(shù)(cfu/mL)表示菌體生長量。
1.2.3 種子液胞外分泌物對NY3菌降解正十四烷的影響 按1.2.2中方法在含0.15%十四烷的20 mL無機(jī)鹽中分別加入2 mL上述離心后與未離心的兩種種子液。恒溫培養(yǎng),一定時(shí)間間隔取樣。用2×5 mL正己烷萃取降解體系中的正十四烷后,定容至10 mL。30 ℃、150 r/min搖床培養(yǎng)。以正十二烷為內(nèi)標(biāo)物[12],用氣相色譜法測定,按公式計(jì)算烷烴降解率:烷烴降解率(%)=((十四烷初始濃度-色譜測定的剩余含量)/初始濃度)×100%。
1.2.4 種子液中胞外大分子分泌物對NY3菌降解十四烷的影響 分別各取1.2.1中的兩種種子液1 000 mL離心去菌,根據(jù)鹽析的方法[13-14],加入硫酸銨到兩種種子液上清液里,直至溶液飽和。再將溶液離心,收集下層大分子沉淀,用無菌水重懸并定容至2.0 mL,備用。無菌條件下,將一定量的LB種子液離心所得菌體用等體積的無機(jī)鹽重懸。在20 mL菌懸液中加入0.15%的正十四烷,分別投加2種培養(yǎng)基制備的大分子物質(zhì),體積達(dá)到 0、8、30、50、60、100 μL。在30 ℃、150 r/min條件下培養(yǎng),生長24 h時(shí)采樣,用2×5 mL正己烷萃取降解體系中的正十四烷后,定容至10 mL。以正十二烷為內(nèi)標(biāo)物,用氣相色譜法測定,按1.2.3中公式計(jì)算烷烴降解率。
1.2.5 種子液中胞外小分子分泌物對降解的影響 利用溶劑萃取方法[15],分別從1 000 mL LB培養(yǎng)基和十六烷無機(jī)鹽培養(yǎng)基中制備的種子液上清液中提取胞外小分子化合物,收集后,用無菌水定容至2.0 mL,備用。根據(jù)1.2.4的投加方式分別將兩種小分子加入到20 mL含0.15%的正十四烷菌懸液中。恒溫培養(yǎng),生長24 h時(shí)采樣,用2×5 mL正己烷萃取降解體系中的正十四烷后,定容至10 mL。以正十二烷為內(nèi)標(biāo)物,用氣相色譜法測定,按1.2.3中公式計(jì)算烷烴降解率。
1.2.6 氣相色譜條件 用安捷倫6890N單檢測器氣相色譜儀(FID檢測器),色譜條件[16]:5% phenyl Methyl Siloxane HP-5毛細(xì)管氣相色譜柱(30 m×320 μm×0.25 μm)。載氣:99.99%高純氮?dú)?。進(jìn)樣口溫度250 ℃,分流比50.0∶1。程序升溫:初始160 ℃,保留1 min,再以20 ℃/min升溫至260 ℃,保留6 min。
1.2.7 凝膠電泳的測定 將1.2.4中提取的大分子用200 μL蒸餾水溶解,取100 μL樣品與100 μL 2×樣品緩沖液混合,沸水浴中煮沸10 min,12 000 r/min離心10 min,作為樣品備用。根據(jù)聚丙烯酰氨凝膠電泳法測定[17]。
1.2.8 飛行質(zhì)譜的測定條件 將1.2.5中提取出的小分子樣品溶于甲醇配成濃度100 mg/L的樣品,用移液槍將樣品注入液相進(jìn)樣小瓶中,用液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。質(zhì)譜條件:流動(dòng)相A為超純水,流動(dòng)相B為甲醇。梯度洗脫程序:0 min,10%B;1 min,10%B;20 min,90%B;23 min,100%B;23.1 min,10%B。流速:0.2 mL/min,柱溫:40 ℃;樣品室溫度:20 ℃;進(jìn)樣量10 μL。在負(fù)離子模式下采集數(shù)據(jù),采集范圍:100~800 m/z。
2.1 LB培養(yǎng)基生長液中分泌物的影響作用
按1.2.2、1.2.3中實(shí)驗(yàn)方法,研究離心和未離心LB種子液接種于以十四烷為唯一碳源和能源的無機(jī)鹽培養(yǎng)基中NY3菌細(xì)胞生長特性及去除烴的效率。
從圖1A的結(jié)果看,NY3菌體細(xì)胞生長過程中,以LB培養(yǎng)基生長獲得的菌體,將菌體通過離心與胞外液中分泌物分離后,接種于以烴類(十四烷)為唯一碳源和能源的無機(jī)鹽培養(yǎng)基中,細(xì)胞生長緩慢,細(xì)胞生長總量較少。LB培養(yǎng)基中收獲的種子液離心后接種于含十四烷的無機(jī)鹽培養(yǎng)基中,前期(約在0~20 h)NY3菌細(xì)胞幾乎未生長,后期(約20~53 h)有少量生長,以活菌數(shù)(109cfu/mL) 表示的凈生長量僅有0.187。而未離心種子液接種后,NY3菌細(xì)胞快速生長,在約35 h內(nèi)凈生長量約有0.348,與離心后接種相比,總細(xì)胞量提高了4.73倍。隨后,繼續(xù)快速生長,在100 h時(shí),凈生長量已經(jīng)達(dá)到0.677,與接種離心后的菌體細(xì)胞相比,細(xì)胞生長量約提高0.906。圖1B結(jié)果是平行于圖1A所測定的生長體系中十四烷的去除率。圖1B中離心或未離心種子液對十四烷去除率差別明顯,尤其是隨著時(shí)間延長差別更大些,與離心種子液相比,接種未離心種子液的體系對烷烴的降解率平均可提高20.89%。
圖1 LB種子液胞外分泌物對其以十四烷為碳源生長及代謝特性的影響Fig.1 1Effect of extracellular polymer on the growth and degradation properties by LB medium on tetradecane as carbon sourcesA:LB培養(yǎng)基生長曲線;B:LB培養(yǎng)基降解率A:Growth curves of LB medium;B:Degradation of LB medium
從圖1的結(jié)果可以看出,NY3菌細(xì)胞生長過程中,LB種子液中一定含有一些胞外分泌物,而這些胞外分泌物,在細(xì)胞代謝烴類的過程中,起到了一定的促進(jìn)作用。為了排除是種子液生長過程中未利用的LB培養(yǎng)基中的物質(zhì)對十四烷降解所起的作用,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
2.2 烴為碳源的無機(jī)鹽培養(yǎng)基生長液中分泌物的影響作用
從圖2A結(jié)果看,NY3菌體細(xì)胞生長過程中以含烴類(十六烷)的無機(jī)鹽培養(yǎng)基生長獲得菌體,將菌體通過離心與胞外液中分泌物分離后,接種于以烴類(十四烷)為唯一碳源和能源的無機(jī)鹽培養(yǎng)基中,細(xì)胞生長緩慢,菌體細(xì)胞生長的差異性較明顯,與圖1A結(jié)果相似。不同的是,圖1A中初始活菌數(shù)(109cfu/mL)約為0.44,圖2A中初始活菌數(shù)(109cfu/mL)約0.11。這是由于十六烷為碳源生長獲得種子液的OD600值較小(約為0.56±0.05),均按10%(體積分?jǐn)?shù))接種,初始細(xì)胞量少則導(dǎo)致圖2A中細(xì)胞總體生長量較少。但從生長趨勢看,仍然可以得出結(jié)論,離心種子液時(shí),細(xì)胞與上清液中胞外分泌物分離,可導(dǎo)致菌體適應(yīng)新環(huán)境的能力差,生長速度慢,對生長的影響尤其明顯的是細(xì)胞生長前期。以十六烷為碳源生長獲得種子液離心后,細(xì)胞適應(yīng)環(huán)境后大約在60 h后,出現(xiàn)快速生長趨勢。
圖2 十六烷種子液胞外分泌物對其以十四烷為碳源生長及代謝特性的影響Fig.2 Effect of extracellular polymer on the growth and degradation properties by hexadecane medium on tetradecane as carbon sourcesA:十六烷培養(yǎng)基生長曲線;B:十六烷培養(yǎng)基降解率A:Growth curves of hexadecane medium;B:Degradation of hexadecane medium
圖2B結(jié)果是平行于圖2A實(shí)驗(yàn)所測定的生長體系中十四烷的去除率。能夠看出未離心情況下,生長體系中十四烷去除效率較高。
從圖1和圖2結(jié)果可以看出,NY3菌細(xì)胞生長過程中,上清液中含有一些胞外分泌物,而這些胞外分泌物,在細(xì)胞代謝烴類的過程中起促進(jìn)作用。
2.3 大分子物質(zhì)對NY3菌降解十四烷效率的影響
按照1.2.4方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖3所示。
圖3 大分子物質(zhì)對NY3菌降解十四烷效率的影響作用Fig.3 Effect of macromolecule on the degradation of tetradecane by P. aeruginosa NY3
圖3中投加8 μL胞外大分子分泌物溶液,相當(dāng)于接種量為10%種子液中胞外大分子分泌物的量。從圖3結(jié)果看,外加胞外大分子分泌物,對離心菌體降解十四烷有促進(jìn)作用。對于投加LB大分子時(shí),投加量為8 μL時(shí),降解24 h十四烷,其去除率可提高1.23%,若投加量增大約4~6倍,去除率可提高7%。胞外分泌物濃度過高(投加超過接種量中胞外大分子分泌物10倍)則會(huì)抑制菌體對十四烷的代謝效率。對于投加十六烷大分子時(shí),投加量超過接種溶液中胞外大分子分泌物約4倍以下時(shí),對NY3菌去除十四烷促進(jìn)作用較小(小于0.1%),但增加至約6~8倍時(shí),胞外大分子分泌物對菌體降解十四烷的效率有明顯促進(jìn),24 h內(nèi)可提高約14%。而投加體積為100 μL時(shí),對十四烷的降解起到了抑制作用。
2.4 小分子物質(zhì)對NY3菌降解十四烷效率的影響
圖4中投加8 μL胞外小分子分泌物溶液,約相當(dāng)于接種量為10%的種子液中胞外小分子分泌物的量。
圖4 投加小分子物質(zhì)對NY3菌降解十四烷的影響Fig.4 Effect of small molecules on the degradation of tetradecane by P. aeruginosa NY3
從圖4 結(jié)果看,離心的菌體,外加提取的胞外小分子分泌物對菌體降解十四烷有一定的促進(jìn)作用。對于投加LB大分子,投加量為8 μL時(shí),降解24 h十四烷,其去除率僅提高約2%,若投加量最大約12倍,去除率可提高6%。同樣胞外小分子分泌物過高則對降解起抑制作用。而當(dāng)投加十六烷小分子時(shí),投加不同量小分子胞外分泌物也得到類似的結(jié)果。
圖3和圖4結(jié)果說明,NY3菌細(xì)胞生長過程中的胞外分泌物對其代謝烴類物質(zhì)有促進(jìn)作用。
2.5 凝膠電泳法對大分子物質(zhì)的鑒定
按照1.2.7中方法提取胞外聚合物。由于使用鹽析法提取胞外聚合物,因此,該聚合物主要是蛋白類物質(zhì)[19]。利用SDS-page聚丙烯酰氨凝膠電泳分離這些胞外聚合物,結(jié)果如圖5所示。
從圖5結(jié)果可見,在兩種體系中,NY3菌生長過程中胞外所分泌的蛋白或多肽類化合物主要有3個(gè)條帶,約在35~55 kD范圍內(nèi)。這幾個(gè)蛋白條帶對NY3菌降解十四烷的促進(jìn)作用,可能是乳化作用,也可能有一定的催化作用,其作用機(jī)理有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
圖5 NY3菌細(xì)胞生長過程中胞外聚合物(蛋白質(zhì))Fig.5 Extracellular polymer secreted by NY3 cells(protein)1:未接種LB培養(yǎng)基;2:十六烷體系種子液上清液;3:LB體系種子液上清液;4:Marker1:No bacteria in LB medium;2:Supernatant of hexadecane seed liquid ;3:Supernatant of LB seed liquid;4:Marker
2.6 飛行質(zhì)譜法對小分子物質(zhì)的鑒定
利用飛行質(zhì)譜法鑒定上述提取出的小分子分泌物, NY3菌分泌的小分子活性物液相色譜分離結(jié)果如圖6所示。
圖6 NY3菌細(xì)胞生長過程中胞外小分子分泌物液相色譜分離結(jié)果Fig.6 The result about small molecule was identified by the time of flight mass spectrometer
由圖6結(jié)果可見, NY3菌分泌的小分子化合物為混合物。分別通過一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)質(zhì)譜對圖6中各物質(zhì)進(jìn)行鑒定,其質(zhì)譜鑒定結(jié)果如表1所示。
表1 利用飛行質(zhì)譜鑒定出的主要NY3菌胞外小分子化合物
由表1結(jié)果可見,NY3菌在兩種種子液中生長時(shí),主要的胞外小分子活性物是兩種母體環(huán)的化合物。其一是吩嗪類環(huán)氧化還原活性物質(zhì),包括綠膿菌素和吩嗪-1-甲酰胺。另一種小分子化合物母體環(huán)則是異咯嗪,包括分子量為244的還原態(tài)的異咯嗪和分子量為260的喋啶環(huán),喋啶是由吡嗪和嘧啶并聯(lián)而成的二雜環(huán)化合物,而吡嗪環(huán)再并一個(gè)苯環(huán),則生成異咯嗪環(huán)。異咯嗪的6、7位可被烴基取代生成黃素,是生物體常見的小分子結(jié)構(gòu)片段,有氧化還原活性。異咯嗪中間環(huán)單鍵相連的氮原子上的氫也可以被其他官能團(tuán)取代,被五碳糖取代(核糖),則轉(zhuǎn)化成核黃素(一種常見的生物體中的生長素),同樣也有氧化還原反應(yīng)活性。除表1中所示的能夠鑒定的主要小分子活性物外, 保留時(shí)間RT 在10.5 ~13.0 min,還發(fā)現(xiàn)了一些含量較小的活性小分子物質(zhì),同樣含有吩嗪結(jié)構(gòu)的環(huán),而在25.0~27.5 min之間也有一些小分子化合物,其結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步鑒定。
NY3菌在細(xì)胞生長過程中,分泌在胞外的小分子活性物質(zhì)比較豐富,這些小分子活性物都是氧化還原類物質(zhì),可以加快電子傳遞速度,從而促進(jìn)NY3菌代謝烴的效率。
分別測定接種了離心的與不離心的LB種子液中十四烷的降解率,說明LB上清液中含有某種對十四烷降解起促進(jìn)作用的物質(zhì)。為了排除“是種子液生長過程中未利用的LB培養(yǎng)基中的物質(zhì),還是NY3菌細(xì)胞生長過程中分泌在上清液中的胞外物所起的作用?”這一疑問,利用十六烷培養(yǎng)基種子液進(jìn)行了離心接種實(shí)驗(yàn),仍然是未離心接種對十四烷生長代謝的作用明顯。由此可知,銅綠假單胞菌 NY3 胞外分泌物對該菌降解烴類物質(zhì)有一定的促進(jìn)作用。將提取的胞外大分子和小分子化合物分別投加在降解體系中,結(jié)果進(jìn)一步說明了 NY3 菌胞外大分子和小分子均能不同程度促進(jìn)該菌體對烴的降解作用。利用SDS-page聚丙烯酰氨凝膠電泳分離胞外大分子,發(fā)現(xiàn)主要是該菌胞外所分泌的蛋白或多肽類,在35~55 kD分子量范圍內(nèi)有3個(gè)比較明顯的蛋白條帶。利用飛行質(zhì)譜法鑒定的胞外小分子分泌物有4種,為綠膿菌素和吩嗪-1-甲酰胺吩嗪屬吩嗪類,還有兩種為異咯嗪系列化合物,它們均有氧化還原反應(yīng)活性,可以加快反應(yīng)體系中電子傳遞速度,促進(jìn)底物的氧化還原反應(yīng)[20]。
本研究對所提取的大分子聚合物通過聚丙烯酰氨凝膠電泳法的鑒定僅僅確定了其分子量的范圍,對其具體的物質(zhì)還可以進(jìn)行蛋白質(zhì)、氨基酸測序來進(jìn)一步確定。
[1] 李永霞, 鄭西來, 馬艷飛,等. 石油污染物在土壤中的環(huán)境行為研究進(jìn)展[J]. 安全與環(huán)境工程,2011,18(4):43-47.
[2] Englert C, Kenzie EJ, Mofizane S, et al. Bioremediation of petroleum products in solid[J].Ann.Arbor..MI,1992.
[3] Harayama S, Kasai Y, Hara A, et al. Microbial communities in oil-contaminated seawater[J]. Current Opinion in Biotechnology, 2004,15(3):205-214.
[4] Chaerun SK, Tazaki K, Asada R, et al. Bioremediation of coastka oil spill in the Sea of Japan: insolation and characterization of hydrocarbon-degrading bacteria[J].Environment International, 2004,30(7):911-922.
[5] 吳紅, 汪薇, 韓雙艷, 等. 鼠李糖脂生物表面活性劑的研究進(jìn)展[J]. 微生物學(xué)報(bào), 2007, 34(1): 148-152.
[6] Zhang GL, Wu YT, Qian XP, et al. Biodegradation of crude oil byPseudomonasaeruginosain the presence of rhamnolipids[J]. Journal of Zhejiang University Science, 2005, 6B(8): 725-730.
[7] Ren CY, Nie MQ ,Wang L, et al. Enhancement of Biosurfactant for Biodegradation of Hydrocarbons[J].Environmental science, 2009, 15(4): 44-48(in Chinese).
[8] 堵國成, 陳堅(jiān), 陳燕, 等. 石油污染水體的生物修復(fù)[J]. 水處理技術(shù),2003,29(5):249-252.
[9] 任春艷, 聶麥茜, 王蕾, 等. 微生物表面活性劑對烴類污染物降解的促進(jìn)作用[J].環(huán)保科技, 2009, 15(4): 44-48
[10]Nie M, Yin X, Ren C, et al. Novel rhamnolipid biosurfactants produced by a polycyclic aromatic hydrocarbon-degrading bacteriumPseudomonasaeruginosastrain NY3[J]. Biotechnology advances,2010,28(5):635-643.
[11]常虹, 聶麥茜, 葛碧洲, 等. 銅綠假單胞菌 NY3 所產(chǎn)表面活性劑對原油降解的影響[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào),2013,7(2):771-776.
[12]陳帆, 黃禹, 葉慧. 一種氣相色譜定量方法的研究[J]. 溫州師范學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),2000,21(6):38-39.
[13]戴建英,劉春嬌,孫亞琴,等.鹽析萃取生物基化學(xué)品的研究進(jìn)展[J].生物工程學(xué)報(bào),2013,29(10):1441-1449.
[14]Tang ZG, Zhou RQ, Duan ZT, et al. Separation of isopropanol from aqueous solution by salting-out extraction[J]. Journal of Chemical Technology and Biotechnology,2001, 76:757-763.
[15]楊秀紅, 郝軍, 孫衍寧, 等. 溶劑萃取法處理煉油廠含酚廢水[J].大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2005,24(4):252-254.
[16]馬霞, 聶麥茜, 盧劍, 等. 鼠李糖脂對銅綠假單胞菌 NY3 表面特性及其烴降解效率的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2014,34(10):2462-2468.
[17]方紹慶,魯閩,陳克衛(wèi), 等. SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法鑒定動(dòng)物肌肉蛋白熱變性的研究[J]. 現(xiàn)代食品科技,2006,22(3):219-221.
[18]Lars EP, Alexa PW,Petersen A,et al. The phenazine pyocyanin is a terminal signalling factor in the quorum sensing network ofPseudomonasaeruginosa[J]. Molecular Microbiology,2006,61(5):1308-1321.
[19]Markus H , Andreas K,Ochsner UA, et al. Cloning and heterologous expression of a gene encoding an alkane-induced extracellular protein involved in alkane assimilation fromPseudomonasaeruginosa[J]. Journal of environmental microbiology, 1994, 60(10):3679-3687.
[20]Alexa PW, Lars EP, Dianne KN,et al. Pyocyanin Alters Redox Homeostasis and Carbon Flux through Central Metabolic Pathways inPseudomonasaeruginosaPA14[J]. Journal of bacteriology,2007, 189(17): 6372-6381.
Effects of Extracellular Polymer on Alkanes Degradation byPseudomonasaeruginosaNY3
HUANG Lu, NIE Mai-qian, HU Rui, XIAO Ting, NIE Hong-yun, WANG Yan
(Schl.ofEnvironm’landMuni.Engin.,Xi’anUni.ofArchitect&Technol.,Xi’an710055)
The influence of extracellular excretion on degradation rate of hydrocarbon was studied in order to understand the effect of extracellular excretion on hydrocarbon degradation byPseudomonasaeruginosaNY3. It was found in the study that the seed solution of NY3 cultured and grew on LB medium with hydrocarbon as the sole carbon source and inorganic salt, the efficiency of hydrocarbon metabolism of the bacterial cell after centrifuge and wash significantly declined. Extracellular macromolecule and small molecule extracted from seed solution supernatant respectively with salt-outing and solvent extraction was plunged into NY3 cells (the cells after centrifuged) inorganic salt medium for degrading tetradecane, extracellular macromolecule compound was found within 24 h make the depletion rate of tetradecane by NY3 cells to increase by 14%. While the one plunged into NY3 cells within 24 h with small molecule compound within 24 h make the depletion rate of tetradecane by NY3 cells to increase by 6%. Extracellular macromolecules of the NY3 cells were isolated and identified by SDS-page polyacrylamide electrophoresis. It was found that they were proteins or polypeptides, mainly there were bands and their molecular weight is within about the range of 35-55 kD. The enhancement mechanisms of its hydrocarbon degradation remained to be proved further. Small molecule secretion was identified by flight mass spectrometer (LCMS-IT-TOF). The results showed that under the conditions of present experiment, they were all oxidation-reduction active substance that could accelerate the electron transferring rate in the reaction system, to enhance oxidation-reduction reaction of substrate.
PseudomonasaeruginosaNY3; extracellular excretion; tetradecane; biodegradation; identification of substances
國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51278405); 陜西省國際科技合作重點(diǎn)項(xiàng)目(2012KW-25); 2011榆林市產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目
黃璐 女,碩士研究生。主要從事持久性有機(jī)污染物的生物降解技術(shù)研究。E-mail:493939940@qq.com
*通訊作者。女,博士生導(dǎo)師。主要從事持久性有機(jī)污染物的生物降解技術(shù)研究。E-mail:1489952335@qq.com
2016-04-08;
2016-04-29
Q939.99;X53
A
1005-7021(2017)01-0036-07
10.3969/j.issn.1005-7021.2017.01.006