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基因组学与生物技术
(
网络版
), 2012
年
,
第
1
卷
,
第
8
篇
,
第
45
-
53
页
Jiyinzuxue Yu Shengwu Jishu (Online), 2012, Vol.1, No.8, 45
-
53
http://gb.5th.sophiapublisher.com
47
胞菌
TMU56
，该菌可在单氯苯甲酸上生长，降解
多氯联苯时不需要联苯作为诱导剂，此外菌株
TMU56
能以
2,4,4
-三氯联苯、
2,2,5,5
-四氯联苯和
2,2,4,4,5,5
-六氯联苯为唯一碳源进行生长，这是首
次报道假单胞菌属即能在
PCBs
上生长又可在多氯
苯甲酸
(parachlorobenzoic-acid)
上生长。同时发现，
联苯上氯原子的增加几乎不会影响
TMU56
菌株的降
解模式，
PCBs
代谢途径中的酶除了能降解
PCBs
和其
代谢产物外，还可降解几种其他异源物质。
多环芳烃
(polycyclic aromatic hydrocarbons,
PAHs)
是一类由两个或两个以上苯环组成的稠环化
合物，其物理性质和化学性质随着苯环个数和分子
量的不同而不同，具有致癌、致畸、致突变的效应，
其可被多种微生物作为唯一碳源和能源进行降解，
随着苯环数目的增加，
PAHs
的降解难度不断增加
(Seo et al., 2009)
。
1984
年，高才昌等报道铜绿假单胞
菌
AS1.860
具有降解萘
(Naphthalene)
的能力
(
王岳五
等
, 1985)
。目前，
PAHs
的生物降解已经研究较深。
张丹
(2010)
研究铜绿假单胞菌
PAO1
发现其最佳生
长温度与最佳降解温度均为
37
℃，最佳生长
pH
和
最佳降解
pH
均为
7.0
，这一降解特性有利于将该菌
株应用于环境修复。
Zhang
等
(2011)
研究发现
DQ8
菌株可降解
3
个和
4
个苯环的
PAHs
，且四环
PAHs
比
三环
PAHs
更难降解，菲
(Phenanthrene)
和芴
(Fluorene)
可以在
7 d
之内被完全降解，但蒽
(Anthracene)
和芘
(Pyrene)
在
12 d
之内分别只被降解了
40.5%
和
34.5%
。
厌氧降解方面，
Ma
等
(2011)
分离到一株厌氧生长和
降解
PAHs
的
PAH
-
1
菌株，该菌以蒽醌-
2,6
-蜘磺
酸盐
(AQDS)
为唯一电子受体，这是首次报道假单胞
菌属利用
AQDS
进行厌氧降解与生长，添加小分子
有机物
(
果糖
)
可将菲的降解能力从
46.5%
提高到
56.7%
，而且菲降解过程满足一级动力学方程，添加
果糖和不添加果糖的速率常数分别为
0.0233/d
(R
2
=0.934)
、
0.0328/d (R
2
=0.933)
。
Hatamian-Zarmi
等
(2009)
发现
TMU56
菌株可以降解多环芳烃，如
萘、菲、蒽，但其不能降解芘。刘和等
(2004)
发现
菌株
ZD4
-
3
在受到苯酚诱导后可降解其他芳香化
合物，如萘、蒽、菲，其降解效率会受到
pH
的影
响，最佳降解
pH
为
7.0
。
与
PAHs
相比，酸性兰
113
虽是多苯环物质，
但其苯环是由多个偶氮双键连接，因此菌株对其降
解与
PAHs
不同。
Nachiyar
和
Rajakumar (2003)
分离
到一株降解酸性兰
113
的铜绿假单胞菌，其降解浓
度可达
1200 mg/L
，其还可在不同水平降解各种其
它染料，但在降解中需要与铵盐和葡萄糖进行共代
谢。添加无机氮
(NH
4
NO
3
)
对菌体生长和染料褪色均
有促进，而有机氮则没有影响。此外还发现当菌体
生长到达指数增长晚期时，酸性兰
113
才开始被降
解，但
24 h
后菌体可将浓度为
100 mg/L
的染料降
解掉
90%
。
2 PA
对不同物质的代谢途径
2.1 PA
对正构烷烃的代谢途径
通常
PA
会利用单加氧酶将正构烷烃的末端甲
基氧化，首先将其转化成相应的伯醇，再被氧化成
相应的醛，最终转变成脂肪酸，然后脂肪酸经
β-氧化作用生成乙酰辅酶
A,
随后进入三羧酸
(TAC)
循环，正构烷烃被彻底降解为
CO
2
和
H
2
O
。但目前
降解研究大多局限在较短的链烃
(
≤
C
20
)
。
Zhang
等
(2011)
发现
DQ8
菌株能够利用自身一氧化物酶将正
二十二烷在其末端位置氧化成二十二醇，随后二十
二醇被进一步氧化成二十二烷酸。杨国君
(2004)
利
用
GC/HPLC
发现两株铜绿假单胞菌在降解十六烷
时首先利用单加氧酶将其末端甲基氧化，生成十六
醇，随后经两次脱氢依次形成十六醛和十六酸，十
六酸经β-氧化形成乙酰辅酶
A
，最终通过
TCA
循
环被彻底降解。
2.2 PA
对苯酚类物质的代谢途径
一般苯酚的好氧降解是先在苯酚羟化酶的作
用下经其氧化作用将苯酚转变成邻苯二酚，然后再
经间位或邻位环裂解酶开苯形成己二烯半醛酸，最
后形成
TCA
循环的中间产物，经
TCA
循环被彻底
矿化。刘和等
(2004)
利用紫外光谱扫描和双加氧酶
检测的方法证明
ZD4
-
3
菌株可利用
2,3
-双加氧酶
通过间裂解途径将苯酚开环转变为邻苯二酚。
硝基酚是在苯酚的苯环上增加了一个硝基，从
而使其降解难度相比苯酚有所增加，降解途径也发
生了较大的改变。大多细菌好氧代谢对硝基酚
(p-Nitrophenol, PNP)
的两种代谢途径的最初步骤已
经报道，第一种是
PNP
经对苯二酚途径
(HQ
pathway)
除去硝基形成对苯二酚，第二种是
PNP
通
过
4
-硝基儿茶酚
(4
-
NC)
去除硝基被转变为偏苯三酚，
然后这些产物最终在加氧酶作用下开环被转变为
马来醋酸盐，进而形成
TCA
循环的中间产物被彻
底降解
(Zheng et al., 2009)
。他们通过
HPLC-DAD
和
LC-ESI/MS
技术研究了
HS-D38
菌株对
PNP
的