1 引言 目前，生物修复被认为是最为经济有效的(3)
2013-05-10 01:02
导读：3.2 菌种运输富集正十六烷的机理分析 微生物能降解去除环境中的有害有机物，但对于微生物如何将这些有机物质运输到体内，人们的认识还很有限。被动
3.2 菌种运输富集正十六烷的机理分析
微生物能降解去除环境中的有害有机物，但对于微生物如何将这些有机物质运输到体内，人们的认识还很有限。被动转运是物质顺浓度梯度进行的跨膜转运方式，此过程不需消耗细胞本身代谢能，穿膜动力来自物质自身的热运动或浓度差。主动转运是通过消耗细胞自身代谢能进行的跨膜转运，需要膜上专一性载体,其转运速度一般比被动转运要快很多，可以逆浓度梯度运输，从而使生活在低基质环境中的微生物获得营养[17]。
这部分实验从细胞内外浓度差方面分析正十六烷的跨膜运输方式。从图2 可以看出，当培养液中正十六烷初始浓度为20 mg·L-1 时，在实验阶段吸附在DQ01 细胞表面的正十六烷浓度均小于被菌种运输富集到体内的正十六烷浓度，如在第0-10min 这个时间段里，DQ01细胞表面吸附的烷烃量呈增大趋势，并在第10min 达到吸附最大值1.10 mg·L-1，而DQ01 细胞内富集的烃浓度为2.72 mg·L-1，之后，细胞膜上吸附的烷烃量趋于稳定，整个实验阶段，DQ01 以逆浓度梯度方式将正十六烷运输到细菌体内。DQ02 运输正十六烷的方式与DQ01不同，在实验前10min，DQ02 细胞膜上吸附的正十六烷含量高于细胞内富集的烃含量，并在第10min 二者含量相同，均为2.01 mg·L-1，此后，DQ02 吸附的烷烃量开始下降，并低于细胞内富集的烷烃量。20min 后，DQ02 细胞膜上和体内富集的正十六烷含量趋于稳定，因此DQ02 首先以顺浓度梯度方式运输烷烃，之后，以逆浓度梯度方式将烷烃运输到菌种体内，即DQ02 先后通过被动扩散和主动运输运过程将烷烃运输到2 菌株体内。此外，DQ01 细胞膜上的烃含量明显低于DQ02 细胞吸附的烃，分析其原因可能与降解菌膜内，膜周和胞外酶的降解能力不同有关[18]。蜡状芽孢杆菌DQ01 的降解酶主要定域于膜周和膜内，且膜内酶的降解能力高于膜周酶，这种差别促使更多的十六烷以逆浓度梯度方式运输到细胞内被降解；芽孢杆菌DQ02 的降解酶主要定域于胞外和膜内，且降解能力相同，所以细胞膜内外的烃浓度差不明显。
中国大学排名 3.3 NaN3 抑制条件下，菌种运输富集正十六烷的规律
王红旗[19]等人的研究表明加入正十六烷进入30 mmol·L-1 的NaN3 可使正十六烷在菌体内的富集量均减少80％以上，因此微生物运输烷烃是需要能量的。这部分实验选用能阻止细胞氧化磷酸化的NaN3 为抑制剂从而阻止ATP(三磷酸腺苷)的生成，如果加入合适浓度的NaN3 后菌种体内富集的正十六烷减少，则说明该菌种运输正十六烷的方式是需要能量的，相反，如果加入的NaN3 并未影响菌种体内富集正十六烷，则说明这个过程是不需要能量的被动运输过程。为进一步研究NaN3 抑制条件下不同时间内菌种主动运输富集正十六烷的情况，分别在1min，4min，5min，8min，10min，14min，18min，25min 等一系列时间内测定菌和上清液中正十六烷的浓度变化（其中8.5min 后加入30 mmol·L-1 的NaN3），以过程中不加入NaN3 后测定的菌体内正十六烷浓度为对照。
如图3a 和图3b 所示，在8.5min 加入NaN3 之前，2 菌株体内运输富集的正十六烷浓度略有增高，培养液中的正十六烷浓度基本不变，之后随着抑制剂NaN3 的加入，2 菌株体内富集的正十六烷明显下降，相应上清液中的正十六烷浓度则明显增加。以DQ01 为例，在加入NaN3 时，细胞膜内正十六烷含量为3.12 mg·L-1，而在加入NaN3 的第10min,细菌体内正十六烷含量迅速降为1.54 mg·L-1，而对照组中细胞内正十六烷含量为3.17 mg·L-1，上清液中的正十六烷含量也由加入NaN3 前的16.54 mg·L-1 增加到18.52mg·L-1。结果表明，NaN3 抑制了DQ01 对正十六烷的主动运输。发生这种变化的原因为，微生物细胞内，烃类物质的主动运输和生物降解是同时发生的，但当主动运输受阻时，进入到细胞内的底物减少，但存在于细胞内的烃被不断生物降解，因此，加入NaN3 后，菌株体内富集的烃含量降低，细胞外又有烷烃不断憎溶到水相中，因此上清液中烷烃含量会有所增加。相似的结果也在其它文献中有报道。Aristeides K[20]的研究表明在培养液中加入能阻止ATP 生成的叠氮化钠和2，4-二硝基苯酚都能使Arthrobacter sp. strain Sphe3 体内富集的菲含量。Whitman[21]等人发现P.
