甲酸脱氢酶对氢气代谢影响及甲基绿降解的研究

论文摘要

三苯甲烷类染料广泛用于化工、着色等行业,产生大量工业废水,严重危害环境与人体健康。利用微生物降解染料是染料废水脱色的一种重要方法。Shewanella oneidensis MR-1是一株具有很强还原能力的革兰氏阴性菌,能够还原多种金属离子、二甲亚砜、延胡索酸、二甲基三甲胺等物质。本文以甲基绿为例,且在以丙酮酸为电子供体的自然条件下探索其电子传递途径,由于希瓦氏菌中从底物氧化至氢酶的电子传递途径尚不清晰,因此首先研究了希瓦氏菌在缺乏电子受体时合成氢气的电子传递路径。得出以下研究成果:（1）S.oneidensis MR-1具有三个完整的甲酸脱氢基因fdhA1B1C1,fdhA2B2C2和fdnGHI,且编码的蛋白质位于周质空间,这些甲酸脱氢酶在氢气代谢中的作用并非一致,通过构建甲酸脱氢酶单敲、双敲、三敲以及回补菌株突变株,将其与野生型细菌置于同一培养条件下,发现在甲酸驱动条件下,fdhA1B1C1与fdhA2B2C2均具有活性,而fdnGHI的作用并不明显。然而,当细胞中fdhA1B1C1与fdhA2B2C2基因缺失时,fdnGHI的转录水平显著上升,且该基因参与氢气合成。（2）当S.oneidensis MR-1以甲酸作为电子供体进行氢气代谢时,甲基萘醌参与细胞中的电子传递,这一结论也暗示了在S.oneidensis MR-1细胞中不存在甲酸-氢裂解酶（FHL,直接利用甲酸产生氢气）。（3）S.oneidensis MR-1氢酶（HydAB）基因簇中存在一个编码甲酸脱氢酶亚基的基因hydC,实验结果表明该基因的功能是承接醌池与氢酶（HydA）之间的电子传递。与此同时,利用Salinivibrio kushneri DD-1在不同培养条件下进行甲基绿脱色反应,并分析甲基绿降解产物,建立甲基绿降解的分析方法,为后续实验提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 希瓦氏菌
•     1.1.1 希瓦氏菌的生理特性
•     1.1.2 希瓦氏菌的电子传递通路研究
•   1.2 甲酸脱氢酶
•     1.2.1 甲酸脱氢酶的性质
•     1.2.2 甲酸脱氢酶的结构及作用机制
•   1.3 醌池的电子传递研究
•     1.3.1 醌池定义
•     1.3.2 醌的氧化还原与电子传递
•   1.4 氢酶与氢气代谢研究
•     1.4.1 氢酶的性质
•     1.4.2 厌氧氢气代谢
•   1.5 甲基绿降解的研究
•     1.5.1 三苯甲烷类的染料污染
•     1.5.2 甲基绿降解研究进展
•   1.6 研究目的与内容
•   1.7 研究意义
• 第二章 材料与方法
•   2.1 材料
•     2.1.1 实验菌种
•     2.1.2 实验试剂
•     2.1.3 实验仪器
•   2.2 方法
•     2.2.1 实验试剂的配置
•     2.2.2 构建突变菌株和回补菌株
•     2.2.3 希瓦氏菌的培养
•     2.2.4 希瓦氏菌的清洗与收集
• 600值的测定'>    2.2.5 希瓦氏菌OD₆₀₀值的测定
•     2.2.6 希瓦氏菌生长动力学测定
•     2.2.7 希瓦氏菌氢气浓度的测定
•     2.2.8 甲酸脱氢酶突变株的甲酸测定
•     2.2.9 甲酸脱氢酶突变株的RT-PCR
•     2.2.10 染料脱色率分析
• 第三章 甲酸脱氢酶在希瓦氏菌氢气代谢中作用机制研究
•   3.1 概述
•   3.2 结果与讨论
•     3.2.1 甲酸脱氢酶单敲菌株对氢气代谢的影响
•     3.2.2 甲酸脱氢酶双敲菌株对氢气代谢的影响
•     3.2.3 甲酸浓度对氢气代谢影响的分析
•     3.2.4 氢气代谢时甲酸脱氢酶基因的表达
•   3.3 小结
• 第四章 醌池对希瓦氏菌厌氧氢气代谢影响的研究
•   4.1 概述
•   4.2 结果与讨论
•     4.2.1 希瓦氏菌厌氧生长与醌池的联系
•     4.2.2 希瓦氏菌氢气代谢与醌池的联系
•   4.3 小结
• 第五章 HydC对希瓦氏菌厌氧氢气代谢影响的研究
•   5.1 概述
•   5.2 结果与讨论
•     5.2.1 HydC与希瓦氏菌氢气代谢的联系
•     5.2.2 HydC在希瓦氏菌氢气代谢中的作用
•     5.2.3 HydC与醌池的联系
•   5.3 小结
• 第六章 不同培养条件下的甲基绿降解研究
•   6.1 概述
•   6.2 结果与讨论
•     6.2.1 NaCl浓度对甲基绿降解的影响
•     6.2.2 甲基绿浓度对甲基绿降解的影响
•     6.2.3 pH对甲基绿降解的影响
•     6.2.4 氧气浓度对甲基绿降解的影响
•     6.2.5 紫外-可见吸收光谱分析
•     6.2.6 HPLC-MS分析
•   6.3 小结
• 第七章 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 产丹丹

导师: 武超

关键词: 甲基绿,希瓦氏菌,氢气代谢,甲酸脱氢酶,氢酶

来源: 安徽大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 安徽大学

分类号: X703;X172

总页数: 76

文件大小: 4955K

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