紅霉素對(duì)多環(huán)芳烴降解菌的毒性及降解性能的影響研究.pdf

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1、紅霉素對(duì)多環(huán)芳烴降解菌的毒性及降解性能的影響研究賈慧邵磊(聯(lián)邦制藥(內(nèi)蒙古)有限公司，內(nèi)蒙古巴彥淖爾015000)摘要：在當(dāng)今醫(yī)療診治中，隨著抗生素使用的不斷增加，對(duì)環(huán)境微生態(tài)造成了較大的影響，抗生素在對(duì)污染物降解菌具有較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，它通過(guò)吸附轉(zhuǎn)移，對(duì)水生陸生動(dòng)植物以及人體均會(huì)造成較為明顯的毒理反應(yīng)，已有越來(lái)越多的學(xué)者關(guān)注到多環(huán)芳烴降解菌的降解性能，不斷致力于抗生素與環(huán)境的關(guān)系，平衡微生態(tài)環(huán)境，降低藥理毒性對(duì)人類及自然造成的危害。關(guān)鍵詞：紅霉素；多環(huán)芳烴降解茵；降解性能；影響多環(huán)芳烴(polycycl

2、icaromatichydrocarbons，PAHs)屬于一類有機(jī)污染物，在環(huán)境中較為常見(jiàn)，例如石油或煤炭等燃料的不完全燃燒，此類物質(zhì)較難在水中降解，一般通過(guò)大氣或降雨流入土壤中，對(duì)地表水體以及土壤均造成了污染，對(duì)人類的生命健康存在較大的威脅。對(duì)PAHs所產(chǎn)生的污染問(wèn)題已有不少學(xué)者提出采用微生物處理的解決辦法，該處理措施具有較低的費(fèi)用，且效果優(yōu)越，屬于高效且二次污染性小的生物修復(fù)技術(shù)。有研究提出，紅霉素對(duì)多環(huán)芳烴降解菌具有較好的降解效果，特做出如下分析。1紅霉素的作用機(jī)制紅霉素屬于大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，是

3、一類常見(jiàn)的廣譜抑菌劑，具有與青霉素相近的抗菌譜，且抗菌效果明顯，耐藥性低，藥物毒副作用更低，因而在臨床具有較廣的使用率。紅霉素一般對(duì)微生物的核糖體具有抑制作用，核糖體關(guān)系到細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成及表達(dá)，一旦其表達(dá)過(guò)程受到破壞，則微生物細(xì)胞就會(huì)逐漸死亡，達(dá)到降解微生物細(xì)胞毒性的作用。一般而言，紅霉素對(duì)核糖體的抑制過(guò)程表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①對(duì)細(xì)菌細(xì)胞核糖體的50S大亞基形成過(guò)程有一定的阻礙及抑制作用，在紅霉素環(huán)境下，50S亞單位會(huì)通過(guò)結(jié)合紅霉素而致使其組裝過(guò)程停止，未能完成表達(dá)過(guò)程的50S大亞基較易被核糖核酸酶

4、分解，達(dá)到降解毒性的作用；②對(duì)核糖體的翻譯過(guò)程具有一定的抑制作用，通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)的合成過(guò)程造成阻礙，或?qū)颂求w上肽酰tRNA的傳位過(guò)程造成阻礙而達(dá)到降解的作用。2多環(huán)芳烴生物降解菌概述2．1多環(huán)芳烴生物降解菌目前，已有不少學(xué)者提出多環(huán)芳烴的生物降解修復(fù)技術(shù)，其思路主要是通過(guò)在污染土壤中添加天然降解菌株，通過(guò)礦化以及分解的作用為人類以及自然創(chuàng)造更加有利的條件。目前，已有不少科研人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了降解性能較好的菌株。有學(xué)者已通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)假單胞菌N7對(duì)芳烴底物種類具有較好的降解作用。也有學(xué)者通過(guò)在PAHs中分離

5、假單胞菌X20，實(shí)現(xiàn)了高效降解的過(guò)程，對(duì)40ms／L的菲可達(dá)到66．6％的降解率。2．2微生物降解多環(huán)芳烴的作用機(jī)理對(duì)于PAHs的生物降解菌，不同的微生物可達(dá)到較大差異的降解機(jī)理，以往學(xué)者較多的將研究放在對(duì)萘、菲等低苯環(huán)數(shù)的代謝途徑中，而對(duì)于四環(huán)以上的代謝途徑卻研究甚少。大量研究表明，越簡(jiǎn)單的PAHs化學(xué)結(jié)構(gòu)，則具有越快的生物降解速度，其中越少的苯環(huán)數(shù)量，則會(huì)促使降解速度越快。例如，在對(duì)菲微生降解菌的代謝研究中，其代謝路徑雖然因微生物的種類而呈現(xiàn)出一定的多樣性，然而其降解路徑主要從兩個(gè)方面進(jìn)行分析，其一

6、：即鄰苯二甲酸途徑；其二，則為水楊酸提勁。在這兩種降解途徑中，前六步的催化反應(yīng)相同，最終會(huì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，如圖1所示。霉，碧i一_夥OH飛z留一。擴(kuò)ⅫW2≤，≥：≯箋!b》；X?。s噸4≤：≥：y”·—￡g了～。Z薔?03—1”!??—1o墨天旺了唑～?-一¨’O¨≮j：：圖1菲生物降解途徑3紅霉素對(duì)多環(huán)芳烴生物降解菌降解性能的影響因素PAHs降解菌的降解性能容易受到多種因素的影響，例如PAHs的濃度、微生物的種類、環(huán)境中的溫度、濕度、PH值等。通常而言，PAHs具有越高的分子量時(shí)，則會(huì)具有更大的毒

7、性，被生物利用的機(jī)會(huì)較低，因而容易在環(huán)境中暴露過(guò)長(zhǎng)時(shí)間。而小分子量的PAHs則較易被環(huán)境中的微生物利用。由于環(huán)境中的可變因素較多，多環(huán)芳烴類物質(zhì)的降解速率往往與實(shí)驗(yàn)室結(jié)果有一定的差異，導(dǎo)致部分多環(huán)芳烴類物質(zhì)在環(huán)境中保留過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間，通過(guò)總結(jié)其主要原因?yàn)椋孩倬哂休^低的溶解度，因而被生物利用率較低；②底物的競(jìng)爭(zhēng)性較高；③其他多環(huán)芳烴類或降解產(chǎn)物存在的毒性作用；④過(guò)低的多環(huán)芳烴濃度，不利于降解酶的產(chǎn)生。為了提高多環(huán)芳烴生物降解效率，可對(duì)其添加表面活性劑、將細(xì)胞表面的性質(zhì)改變，或采用固定化等措施，達(dá)到降解的作用，

8、然而采用表面活性劑會(huì)造成二次污染，也容易引起一系列的污染作用。然而通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，采用紅霉素等抗生素對(duì)多環(huán)芳烴生物的降解作用較差，在25舭的紅霉素濃度下，菲的降解率在48h內(nèi)低于10％，多環(huán)芳烴生物降解菌降解性能與紅霉素的濃度有關(guān)，有學(xué)者提出CPl3對(duì)其具有較強(qiáng)的耐藥性，在高濃度的紅霉素濃度下，其對(duì)芘的降解效果依舊不容樂(lè)觀。參考文獻(xiàn)：[1】盧靜，侯彬，郭楚玲等．多環(huán)芳烴降解菌的細(xì)胞融合及降解性能研究[J】．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，(6)：