论文部分内容阅读
染料废水属于一类持久性难降解有机工业废水，因其应用的广泛性、较低的生物降解性和某些降解产物的致癌性，对人类健康和生态系统造成了很大威胁，已成为环境重点污染源之一。目前，相关研究报道主要从脱色优化水平探讨染料废水生物处理，而蛋白质和基因水平的研究鲜有报道。从降解代谢途径的角度研究微生物如何降解染料和如何响应染料胁迫，对未来染料的生物技术处理具有重要的现实指导意义。本研究在本实验室前期研究工作基础上，拟选用酵母菌、蜡状芽孢杆菌作为研究对象，应用蛋白质组学方法探讨具染料降解能力的东方伊萨酵母菌Issatchenkia orientalis YP-1、蜡状芽孢杆菌Bacilluscereus对染料的脱色性能、相关脱色酶系及降解途径，旨在揭示微生物降解染料的机制，为有效利用微生物处理染料废水提供酶学参考，为构建工程菌并用于生产应用，大规模、高效降解染料污染物开拓道路。研究成果如下: 1.I.orientalis YP-1对不同浓度(50mg/L～800mg/L)的酸性大红GR具有不同程度的脱色效果。脱色的优化控制条件为:最适温度为28℃，最适pH值在4～8之间，接种量应不低于10％，(NH4)2 SO4浓度应在0.1％以上，葡萄糖的浓度应不低于1％。I.orientalis YP-1的胞内酶对酸性大红GR的降解脱色起主要作用。 2.采用双向电泳和生物质谱技术分析鉴定了酵母菌YP-1降解脱色酸性大红GR过程中的蛋白差异表达，通过对35个差异表达蛋白点进行鉴定分析，成功鉴定出17个蛋白，其中13个上调蛋白和4个下调蛋白;通过对已知蛋白进行功能分析可知，这些蛋白与糖酵解代谢、能量代谢、氨基酸代谢、压力应答响应和运输系统相关。 3.采用iTRAQ技术分析鉴定了蜡状芽孢杆菌降解脱色孔雀石绿的差异蛋白表达，质谱鉴定获得407个差异蛋白，其中上调蛋白有209个，下调蛋白198个;并对差异蛋白基因进行GO和KEGG Pathway富集分析，KEGG pathway分析结果表明显著性富集的信号通路主要有糖酵解、丙酮酸代谢和三羧酸循环代谢通路(Glycolysis，Pyruvate metabolism and TCA cycle)、ABC转运蛋白通路(ABC transporters)、氨基酸代谢通路(Amino acid metabolism)、氧化磷酸化代谢通路(Oxidative phosphorylation)和谷胱甘肽代谢(Glutathionemetabolism)，大部分信号通路的相关蛋白与染料胁迫下蜡状芽孢杆菌的能量代谢和抗逆响应密切相关。