本文主要研究内容
作者刘敏瑞（2019）在《利用细胞表面展示技术去除典型环境污染物的研究及应用》一文中研究指出：环境污染问题变的日益突出,尤其是重金属和抗生素这两大环境污染物无处不在,汞是毒性最大的金属污染物之一,在环境中最常见的有两种形式,即无机汞和有机汞,其中无机汞所占的比例较大;但是,有机汞是汞最毒的一种存在形式,具有神经毒性,对人类造成不可逆转的危害;甲基汞是最常见的有机汞,人类摄入的甲基汞主要来自于鱼类的消费,鱼体内94%以上的汞是以甲基汞的形式存在,而且人体摄入的甲基汞会长期积累在体内。此外,抗生素是一种新型的环境污染物,我国是一个抗生素生产和使用量最大的国家,其中大部分的抗生素应用于畜禽养殖行业。人和动物服用的抗生素大部分(50%~90%)不能被完全吸收和代谢,导致大量的抗生素以原始形式随排泄物排放到环境中,对人类的健康造成巨大的威胁。而且牲畜粪便中残留的抗生素会抑制厌氧发酵过程中的甲烷生产。本文利用细胞表面展示技术对汞和抗生素的污染进行微生物修复,并将微生物的修复技术初步应用于这些污染物的治理。主要研究内容如下:1.浮游植物中所含的汞大多数为无机汞,进入食物链以后会不断的富集放大。文中将无机汞结合多肽通过冰晶核蛋白的锚定作用展示在大肠杆菌细胞表面获得工程菌株,发现工程菌株在不同金属离子溶液中可以选择性的吸附无机汞,对无机汞的最大吸附能力可达394.9μmol/g细菌干重。与对照细胞相比,无机汞的吸附能力提高了4倍,能去除约95%的无机汞。以可食用的鲫鱼作为研究模型,工程菌株投喂给鲫鱼并在鲫鱼肠道内定植,发现定植在鱼肠道内的工程菌株可以减少鱼体内无机汞含量的51.1%,同时促进了无机汞在粪便中的排除。工程菌株有效的保护鲫鱼不受环境中无机汞的污染,通过吸附作用缓解无机汞在鱼体内的毒性,而且工程菌株缓解了鱼肠道微生物在汞暴露条件下的变化,对鱼肠道微生物起到保护作用,这一新的技术有望控制无机汞对鱼类的污染。2.无机汞很容易被某些微生物转化为甲基汞,而且甲基汞进入食物链以后会不断的积累。本文从健康鲫鱼粪便中分离到一株大肠杆菌W-1,并将一个含有七个氨基酸的甲基汞结合多肽展示在大肠杆菌W-1细胞表面,此工程菌株对甲基汞具有很高的亲和力和结合能力,在12μM甲基汞溶液中的吸附效率达96%以上,吸附效率是野生型大肠杆菌的4倍,而且不受其他金属离子的干扰,温度对工程菌株的吸附作用影响不大。而且通过透射电镜确认甲基汞吸附在工程菌株的细胞膜上。本实验以鲫鱼作为动物模型,将工程菌株喂给鲫鱼,发现食用了工程菌株的鱼体内甲基汞含量比没有食用工程菌的鱼降低了36.3%,而鱼粪便中的甲基汞增加了36.7%。工程菌株吸附了甲基汞阻止其被鱼体内吸收,吸附了甲基汞的菌株最终随粪便排出,通过这种方法可以减少甲基汞在鱼体内的富集。3.大量的抗生素应用于养殖行业导致牲畜粪便中含有高浓度的抗生素残留,这些残留的抗生素会抑制后续的厌氧发酵。在该研究中,利用细胞表面展示技术将β-内酰胺酶展示在大肠杆菌的细胞表面获得全细胞生物催化剂的工程菌株,这个工程菌株具有较高的酶活(4.93 U/mg细菌干重),能高效降解β-内酰胺类抗生素,与游离的β-内酰胺酶相比,全细胞催化剂具有更高的稳定性。在室温条件下存放60天后的酶活性为最初酶活的82.7%,但是游离的β-内酰胺酶的酶活性降为18.0%。100 mg/L的青霉素、头孢唑林和阿莫西林分别在一小时内可以完全降解。用全细胞催化剂前处理含有β-内酰胺类抗生素的猪粪提高厌氧发酵产甲烷(93.2%),他可以通过降解抗生素避免发酵体系中微生物群落结构的变化,从而有利于产甲烷菌的生长。这种新型的策略不仅消除了粪便中残留的抗生素,而且还提高了甲烷产量,因此实现了可再生能源的最大化利用。4.红霉素是大环内酯类抗生素之一,广泛应用于药疗和畜禽等行业,红霉素是环境中检出率较高的抗生素之一。利用细胞表面展示技术将红霉素酯酶展示在大肠杆菌的细胞表面获得全细胞生物催化剂的工程菌株,该工程菌株的红霉素酯酶酶活力为1.0 U/mg细菌干重,酶活反应的最佳温度为30℃,最佳pH为7。全细胞生物催化剂能在24 h内完全降解50 mg/L的红霉素,酶的稳定性很高,室温下存放40天后依然能保持初始酶活的86%。此工程菌株可以回收利用,重复使用7次后的酶活性达最初活力的80%。为了减少环境中的红霉素残留,该全细胞生物催化剂用于含红霉素的生活废水处理,降解效率达100%。
Abstract
huan jing wu ran wen ti bian de ri yi tu chu ,you ji shi chong jin shu he kang sheng su zhe liang da huan jing wu ran wu mo chu bu zai ,gong shi du xing zui da de jin shu wu ran wu zhi yi ,zai huan jing zhong zui chang jian de you liang chong xing shi ,ji mo ji gong he you ji gong ,ji zhong mo ji gong suo zhan de bi li jiao da ;dan shi ,you ji gong shi gong zui du de yi chong cun zai xing shi ,ju you shen jing du xing ,dui ren lei zao cheng bu ke ni zhuai de wei hai ;jia ji gong shi zui chang jian de you ji gong ,ren lei she ru de jia ji gong zhu yao lai zi yu yu lei de xiao fei ,yu ti nei 94%yi shang de gong shi yi jia ji gong de xing shi cun zai ,er ju ren ti she ru de jia ji gong hui chang ji ji lei zai ti nei 。ci wai ,kang sheng su shi yi chong xin xing de huan jing wu ran wu ,wo guo shi yi ge kang sheng su sheng chan he shi yong liang zui da de guo jia ,ji zhong da bu fen de kang sheng su ying yong yu chu qin yang shi hang ye 。ren he dong wu fu yong de kang sheng su da bu fen (50%~90%)bu neng bei wan quan xi shou he dai xie ,dao zhi da liang de kang sheng su yi yuan shi xing shi sui pai xie wu pai fang dao huan jing zhong ,dui ren lei de jian kang zao cheng ju da de wei xie 。er ju sheng chu fen bian zhong can liu de kang sheng su hui yi zhi ya yang fa jiao guo cheng zhong de jia wan sheng chan 。ben wen li yong xi bao biao mian zhan shi ji shu dui gong he kang sheng su de wu ran jin hang wei sheng wu xiu fu ,bing jiang wei sheng wu de xiu fu ji shu chu bu ying yong yu zhe xie wu ran wu de zhi li 。zhu yao yan jiu nei rong ru xia :1.fu you zhi wu zhong suo han de gong da duo shu wei mo ji gong ,jin ru shi wu lian yi hou hui bu duan de fu ji fang da 。wen zhong jiang mo ji gong jie ge duo tai tong guo bing jing he dan bai de mao ding zuo yong zhan shi zai da chang gan jun xi bao biao mian huo de gong cheng jun zhu ,fa xian gong cheng jun zhu zai bu tong jin shu li zi rong ye zhong ke yi shua ze xing de xi fu mo ji gong ,dui mo ji gong de zui da xi fu neng li ke da 394.9μmol/gxi jun gan chong 。yu dui zhao xi bao xiang bi ,mo ji gong de xi fu neng li di gao le 4bei ,neng qu chu yao 95%de mo ji gong 。yi ke shi yong de ji yu zuo wei yan jiu mo xing ,gong cheng jun zhu tou wei gei ji yu bing zai ji yu chang dao nei ding zhi ,fa xian ding zhi zai yu chang dao nei de gong cheng jun zhu ke yi jian shao yu ti nei mo ji gong han liang de 51.1%,tong shi cu jin le mo ji gong zai fen bian zhong de pai chu 。gong cheng jun zhu you xiao de bao hu ji yu bu shou huan jing zhong mo ji gong de wu ran ,tong guo xi fu zuo yong huan jie mo ji gong zai yu ti nei de du xing ,er ju gong cheng jun zhu huan jie le yu chang dao wei sheng wu zai gong bao lou tiao jian xia de bian hua ,dui yu chang dao wei sheng wu qi dao bao hu zuo yong ,zhe yi xin de ji shu you wang kong zhi mo ji gong dui yu lei de wu ran 。2.mo ji gong hen rong yi bei mou xie wei sheng wu zhuai hua wei jia ji gong ,er ju jia ji gong jin ru shi wu lian yi hou hui bu duan de ji lei 。ben wen cong jian kang ji yu fen bian zhong fen li dao yi zhu da chang gan jun W-1,bing jiang yi ge han you qi ge an ji suan de jia ji gong jie ge duo tai zhan shi zai da chang gan jun W-1xi bao biao mian ,ci gong cheng jun zhu dui jia ji gong ju you hen gao de qin he li he jie ge neng li ,zai 12μMjia ji gong rong ye zhong de xi fu xiao lv da 96%yi shang ,xi fu xiao lv shi ye sheng xing da chang gan jun de 4bei ,er ju bu shou ji ta jin shu li zi de gan rao ,wen du dui gong cheng jun zhu de xi fu zuo yong ying xiang bu da 。er ju tong guo tou she dian jing que ren jia ji gong xi fu zai gong cheng jun zhu de xi bao mo shang 。ben shi yan yi ji yu zuo wei dong wu mo xing ,jiang gong cheng jun zhu wei gei ji yu ,fa xian shi yong le gong cheng jun zhu de yu ti nei jia ji gong han liang bi mei you shi yong gong cheng jun de yu jiang di le 36.3%,er yu fen bian zhong de jia ji gong zeng jia le 36.7%。gong cheng jun zhu xi fu le jia ji gong zu zhi ji bei yu ti nei xi shou ,xi fu le jia ji gong de jun zhu zui zhong sui fen bian pai chu ,tong guo zhe chong fang fa ke yi jian shao jia ji gong zai yu ti nei de fu ji 。3.da liang de kang sheng su ying yong yu yang shi hang ye dao zhi sheng chu fen bian zhong han you gao nong du de kang sheng su can liu ,zhe xie can liu de kang sheng su hui yi zhi hou xu de ya yang fa jiao 。zai gai yan jiu zhong ,li yong xi bao biao mian zhan shi ji shu jiang β-nei xian an mei zhan shi zai da chang gan jun de xi bao biao mian huo de quan xi bao sheng wu cui hua ji de gong cheng jun zhu ,zhe ge gong cheng jun zhu ju you jiao gao de mei huo (4.93 U/mgxi jun gan chong ),neng gao xiao jiang jie β-nei xian an lei kang sheng su ,yu you li de β-nei xian an mei xiang bi ,quan xi bao cui hua ji ju you geng gao de wen ding xing 。zai shi wen tiao jian xia cun fang 60tian hou de mei huo xing wei zui chu mei huo de 82.7%,dan shi you li de β-nei xian an mei de mei huo xing jiang wei 18.0%。100 mg/Lde qing mei su 、tou bao zuo lin he a mo xi lin fen bie zai yi xiao shi nei ke yi wan quan jiang jie 。yong quan xi bao cui hua ji qian chu li han you β-nei xian an lei kang sheng su de zhu fen di gao ya yang fa jiao chan jia wan (93.2%),ta ke yi tong guo jiang jie kang sheng su bi mian fa jiao ti ji zhong wei sheng wu qun la jie gou de bian hua ,cong er you li yu chan jia wan jun de sheng chang 。zhe chong xin xing de ce lve bu jin xiao chu le fen bian zhong can liu de kang sheng su ,er ju hai di gao le jia wan chan liang ,yin ci shi xian le ke zai sheng neng yuan de zui da hua li yong 。4.gong mei su shi da huan nei zhi lei kang sheng su zhi yi ,an fan ying yong yu yao liao he chu qin deng hang ye ,gong mei su shi huan jing zhong jian chu lv jiao gao de kang sheng su zhi yi 。li yong xi bao biao mian zhan shi ji shu jiang gong mei su zhi mei zhan shi zai da chang gan jun de xi bao biao mian huo de quan xi bao sheng wu cui hua ji de gong cheng jun zhu ,gai gong cheng jun zhu de gong mei su zhi mei mei huo li wei 1.0 U/mgxi jun gan chong ,mei huo fan ying de zui jia wen du wei 30℃,zui jia pHwei 7。quan xi bao sheng wu cui hua ji neng zai 24 hnei wan quan jiang jie 50 mg/Lde gong mei su ,mei de wen ding xing hen gao ,shi wen xia cun fang 40tian hou yi ran neng bao chi chu shi mei huo de 86%。ci gong cheng jun zhu ke yi hui shou li yong ,chong fu shi yong 7ci hou de mei huo xing da zui chu huo li de 80%。wei le jian shao huan jing zhong de gong mei su can liu ,gai quan xi bao sheng wu cui hua ji yong yu han gong mei su de sheng huo fei shui chu li ,jiang jie xiao lv da 100%。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自兰州大学的刘敏瑞，发表于刊物兰州大学2019-07-29论文，是一篇关于细胞表面展示论文,吸附论文,无机汞论文,甲基汞论文,抗生素降解论文,兰州大学2019-07-29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，资料来自兰州大学2019-07-29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。