水環(huán)境中微生物及其胞外聚合物與重金屬作用機(jī)理研究.pdf

1、微生物細(xì)胞體所分泌的胞外聚合物(extracellular polymeric substance，EPS)在醫(yī)藥、制奶工業(yè)和環(huán)境廢水處理等領(lǐng)域扮演著重要的角色。為了探討微生物及其胞外聚合物與重金屬之間的作用機(jī)理，本研究采用實(shí)驗(yàn)室模擬的方法逐級(jí)深入地解析了鈣化微生物對(duì)重金屬脅迫的生理響應(yīng)、重金屬誘導(dǎo)下微生物EPS性質(zhì)變異和重金屬與EPS結(jié)合機(jī)理3個(gè)層面的關(guān)系。研究結(jié)果表明，首先，鈣離子的存在能夠使Cd對(duì)藻細(xì)胞的毒害作用減小，并保護(hù)其避免

2、受到進(jìn)一步損害。并且重金屬Cd對(duì)藻體脅迫壓力的減小是由于鈣化層的保護(hù)作用。其次，微量Cu誘導(dǎo)下Synechocystissp．能夠產(chǎn)生大量分子量分布范圍在14，000Da以上，且由苯環(huán)類(lèi)蛋白和可溶性微生物產(chǎn)物所構(gòu)成的EPS；并且EPS腐殖質(zhì)類(lèi)物質(zhì)并不是微生物細(xì)胞直接分泌的產(chǎn)物，而是細(xì)胞殘?bào)w或EPS經(jīng)歷腐殖化過(guò)程后的殘余物質(zhì)。最后，針對(duì)重金屬Cd與2種具有不同類(lèi)型EPS類(lèi)蛋白結(jié)合機(jī)理的研究表明，在Cd濃度低于1×10-4mol·L-1、p

3、H值為4的條件下，Cd對(duì)LB具有顯著的猝滅效應(yīng)；這種猝滅現(xiàn)象不僅與生色團(tuán)的質(zhì)子化效應(yīng)有關(guān)，而且也與類(lèi)蛋白與Cd結(jié)合位點(diǎn)的變化有關(guān)。同時(shí)，Cd與2種類(lèi)蛋白物質(zhì)三維光譜分析結(jié)果顯示，LB內(nèi)熒光生色團(tuán)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)相對(duì)單一；而TB類(lèi)蛋白的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與LB相比更具有多樣性的特點(diǎn)。pH值為10的條件下，LB和TB類(lèi)蛋白熒光團(tuán)的猝滅與2方面因素有關(guān)，一是與生成不產(chǎn)生熒光的EPS—Cd絡(luò)合物有關(guān)，二是與分子之間的碰撞所導(dǎo)致的熒光猝滅有關(guān)。該研究不僅在針對(duì)