Shewanella oneidensis MR-1對砷甲基化及其影響因素研究.pdf

1、 I 摘要 摘要 不同類型的砷， 其毒性有著很大的差異， 含砷化合物進行氧化或者甲基化反應會降低砷的毒性。Challenger 機制作為普遍接受的生物砷甲基化理論提出，微生物將無機砷轉(zhuǎn)化為有機砷時， 是通過微生物自身電子的傳遞鏈作用將砷進行交替氧化還原的反應過程。 在實驗室模擬的條件下， 論文研究了 S.oneidensis MR-1 在不同影響因素下對砷甲基化的作用。研究結(jié)果為 S. oneidensis MR-1 對生物砷甲基化的過

2、程及其影響因素提供了直接證據(jù)。本論文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 1. S. oneidensis MR-1 對不同價態(tài)的無機砷（iAs）具有一定的耐受力。當 As3+濃度超過 13.35 ?mol?L-1 時，S.oneidensis MR-1 依舊可以生長，但受到一定程度的抑制，主要表現(xiàn)為菌株生長期延長， 對數(shù)期推遲。 但 S. oneidensis MR-1 在濃度為 13.35 ?mol?L-1 的 As5+溶液中生長時， 表現(xiàn)出良

3、好的砷耐受力和生長活力。結(jié)果表明：在濃度一致的iAs 條件下，對于 S. oneidensis MR-1 菌株，As3+的毒性大于 As5+的毒性。 2. 研究發(fā)現(xiàn)存在甲基供體的情況下，S. oneidensis MR-1 在生長過程中能夠?qū)?As5+轉(zhuǎn)化為甲基砷。在初始 As5+濃度為 13.35 ?mol?L-1、溫度 30℃的厭氧條件下，溶液中 S. oneidensis MR-1 的甲基化率達到 19%。在 S. oneiden

4、sis MR-1 菌株細胞中產(chǎn)生了MMA、DMA，其細胞中 DMA 的變化趨勢和溶液中 DMA 的變化趨勢保持一致。實驗結(jié)果表明，S. oneidensis MR-1 對砷的甲基化過程很有可能是細胞內(nèi)的酶促反應。 3. 考察了不同溫度、 初始 pH 值、培養(yǎng)基成分對砷甲基化的影響。結(jié)果表明：在 30℃的厭氧條件下， S. oneidensis MR-1 的砷甲基化率最高， 證明在此溫度下最利于甲基砷的產(chǎn)生。在弱酸性的環(huán)境中 S. one

5、idensis MR-1 對生物砷甲基化效率高于弱堿性環(huán)境中砷甲基化效率，證明在弱酸性的條件下有利于微生物進行砷甲基化。LB 培養(yǎng)基溶液中產(chǎn)生的 DMA 在 1~5d 時呈現(xiàn)出含量逐漸增加的趨勢，隨后 DMA 含量趨于平穩(wěn)。M1 培養(yǎng)基溶液中產(chǎn)生的 DMA 在 3 d 時含量達到峰值，隨后 DMA 的含量逐漸下降，說明培養(yǎng)液中具有電子傳遞物質(zhì)的培養(yǎng)基能促進 iAs 轉(zhuǎn)化為有機砷， 碳源是保證微生物生長、進行砷甲基化的前提。 4. 考察了

6、不同甲基供體對生物砷甲基化的影響。 結(jié)果表明： 甲基谷氨素(CH3CoB12)、活性腺苷甲硫氨酸(SAM)均可以作為 S. oneidensis MR-1 砷生物甲基化過程的甲基供體，但 SAM 作為甲基供體時甲基化效率更高。還原性谷胱甘肽(GSH)作為細胞還原劑，能夠提高細胞內(nèi)甲基砷的轉(zhuǎn)化率。說明 S. oneidensis MR-1 在生物砷甲基化過程中對甲基供體的利用率不一樣，甲基轉(zhuǎn)移酶對 SAM 的親和力更強。同時 GSH 加速