地区：上海市 宝山区
关键词：广西大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000003749
成果描述：
| 该课题来源于国家自然科学基金委（批准号51108098）。无机类氰化物属于前50种环境优先控制污染物（Priority pollutant），最高允许排放氰根浓度是0.5mg/L。同时在工业生产中有着广泛、不可替代的应用，包括采矿，电镀，冶金、高分子材料，医药生产等行业以及其他一些特殊应用，因而也带来大量的工业含氰废水排放的环境污染问题。该项目围绕含氰化物的生物降解机制开展研究。取得的主要成果包括以碱性、贫氧等为环境选择压力，构建出适应不同底物体系的微生物菌株库，其中产碱杆菌DN12可在pH10、贫氧环境下以含氰化合物为唯一氮源生长；对氰耐受能力和降氰活性达到文献报道高水平。其不仅能利用氰化钾为唯一氮源进行生长，还能利用乙腈、硫氰酸钾和亚铁氰化钾等含氰化合物。菌体生长和对氰的降解速率与pH、初始氰浓度及接种量等有关。在pH7-9范围内降解效果良好，可耐受浓度高达43mm的氰化钾，在接种量5%、氰浓度25mm时，初始降解速率达到最大值14.58mm•h-1；通过生长抑制实验发现该菌株细胞在氰环境中生长存在最低抑制浓度，细菌能在解毒之后利用代谢产物甲酰胺和氨作为生长氮源。成功从DN25中克隆出降氰酶基因cdE并在大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中实现了氰水解酶的活性表达，测序结果表明cyanidase基因由一个长度为1004 bp的开放读码框组成，cyanidase蛋白由334个氨基酸构成。SDS-PAGE电泳图分析结果表明融合蛋白分子量在38 kDa左右。纯化获得重组酶cyanidase，纯度达到95%以上。该重组氰降解酶与源自Pseudornonas stutzeri AK61的氰水解酶的序列同源性高达99.8%，但降解产物不同，重组降氰酶的降解产物包括甲酸、甲酰胺和铵，其中甲酸和甲酰胺的生成速率为4：1，而且甲酸生成与甲酰胺的二次水解无关；并证明氰的降解作用仅来源于酶。根据以上信息认为该降氰酶同时具有水解酶和水合酶活力，而且两个反应同时发生。对于其与来源于AK61氰水解酶的差异，认为可能是两种酶三维构象不同。该种能催化无机氰化物同时生成甲酸又生成甲酰胺的酶尚未见文献报道。成果的创新性主要体现在获得一株可耐受高碱高浓度氰的菌株，而且成功克隆并表达氰降解酶。该氰降解酶同时具有水解酶和水合酶活力，这在文献中还未见报道。在Environmental Science and PollutionResearch，应用与环境生物学报，基因组学与应用物学等国内外重要刊物上发表论文5篇，其中有1篇为SCI收录。该项目培养博士研究生1名，硕士生研究生6名，其中5名已毕业并获得硕士学位，还有1名博士和1名硕士在读。 |
