石油降解菌
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海洋石油污染的克星——石油降解菌■ 激 扬藻19个属。
我国学者近来发现金黄色葡萄球菌和嗜冷杆菌对原油具有降解能力,主要有细菌类的无色杆菌属(A c h r o m o b a c t e r)、不动杆菌属;真菌类的金色担子菌属(A u r e o b a s i d i u m)、假丝酵母属(C a n d i d a)等;霉菌类的青霉素(P e n i c i l l i u m)、曲霉属(Apergillus)等以及酵母菌类的红酵母菌属( Rhodotorula)、毕赤氏酵母菌属(Pichia)等。
降解的原理在氧分子存在的条件下,石油类的各种组分在各种催化酶的作用下发生氧化反应,得到逐步降解,最终转化成二氧化碳和水。
各种石油组分由于结构不同导致了在此降解过程中存在着多种中间代谢产物。
例如,烷烃类物质在氧化酶的作用下发生脱氢作用、羟化作用和氢过氧化作用,降解途径从烷烃的末端开始,逐步代谢成伯醇、醛、脂肪酸,然后代谢成乙酰辅酶A进入微生物代谢的三羧酸循环,最终矿化为CO2和水。
环烷烃由于无末端甲基,经过降解菌代谢时发生的过程是,经环烷醇、酮、内酯,然后开环代谢成脂肪酸。
石油类中更多的成分是苯及其苯系物,这些物质的代谢过程是形成二醇或邻苯二酚类物质,进一步降解为乙酰辅酶A或者琥珀酸等;多环芳烃类物质虽然含量很低,但是属于高致癌物质,该物质的降解机理也受到广泛关注。
多环芳烃受到真菌降解时是在加单氧酶等酶的作用下,逐步形成环氧化物、反式二醇、酚和反式二氢二酚;若在细菌的降解时受双加氧酶的作用,逐步形成环氧化物、顺式二醇、酚等。
两者最终的代谢产物皆为二氧化碳和水。
另外,作为最难结构更加复杂被认为极难被降解的沥青质,在共氧化的作用下被专性降解菌株所降解。
混合降解菌群从理论上来讲,所有的石油组分,都可以按照上述降解机理被石油降解菌代谢。
但众多研究表明,由于组分成分的复杂,外界环境的影响,石油降解菌的代谢能力也根据物质的结构和分子量大小等存在差异。
石油降解菌代谢途径和分子机制的研究近年来,全球的环境问题日益严重,其中包括海洋油污染,这种污染对海洋生态环境造成了极大的破坏。
而石油降解菌的发现以及对其代谢途径和分子机制研究的深入,为海洋油污染的治理带来了新的希望。
石油降解菌,是指能够利用石油为唯一碳源利用的微生物。
石油降解菌的代谢途径因种类不同而异,但通常可以分为两种类型:一是利用石油中的芳香族化合物产生生长能量和维持生长维度的芳香族代谢途径;二是利用脂肪族化合物代谢获得生长能量和维持生长维度的脂肪族代谢途径。
对于芳香族化合物代谢途径,石油降解菌的分子机制已经相对明确,其中最为典型的是通过间歇性氧化途径代谢芳香族化合物的Pseudomonas菌株。
Pseudomonas菌株利用芳香族化合物的分子骨架,产生内源性的好氧代谢中间体,不断利用辅基酶A进行代谢反应,最终代谢产生了乙酰辅酶A和丙酮酸。
此外,还有一些石油降解菌是利用芳香族化合物的邻核或者间核位进行代谢,代谢产物有时候会进入苯酚类或者羟基多环芳烃类。
对于脂肪族化合物代谢途径,石油降解菌的分子机制尚不清楚。
其中最为典型的是在土地上分离出的一种广泛存在的绿色假单胞菌Sphingomonas sp. 2F2,其代谢特征为利用双酚A类化合物。
这种细菌利用许多类型的双酚A作为其唯一的碳源,利用产生的辅酶A,利用类似芳香族化合物代谢途径的间歇性氧化途径进行代谢反应,分解生物碱基和产生蒽醌和亚甲基蒽醌等中间代谢物。
这些代谢物是相当有毒的,为了保证细胞的生存而不致于受到中毒的影响,Sphingomonas sp.细胞利用一种特殊的运输蛋白,它能将有毒代谢物从膜外运输到膜内,保持代谢通畅。
总体来说,石油降解菌的代谢途径和分子机制的研究还处于比较初级的阶段,值得进一步深入探索。
通过对石油降解菌的深入研究,人们可以更好地了解石油降解的机理,为海洋油污染的治理提供参考,保障海洋生态的可持续发展。