重金屬離子對(duì)甲烷氧化菌生長(zhǎng)特性的影響.pdf

1、本文簡(jiǎn)要概述了水體重金屬污染對(duì)微生物生長(zhǎng)特性的影響，而微生物傳感器在實(shí)際檢測(cè)應(yīng)用中，微生物傳感器的分子識(shí)別元件—微生物，不可避免地暴露于重金屬污染物中，影響微生物傳感器檢測(cè)的準(zhǔn)確性和使用壽命。針對(duì)這一問(wèn)題，本文以甲醇檢測(cè)的微生物傳感器的分子識(shí)別元件—甲烷氧化菌ME25為研究材料，采用分光光度法、SDS-PAGE法和同工酶電泳法等，系統(tǒng)研究了Pb2+、Cd2+、Hg2+三種重金屬離子及其組合對(duì)ME25生長(zhǎng)的影響，以及Pb2+、Cd2+、H

2、g2+三種重金屬離子對(duì)菌體蛋白含量、醇脫氫酶活性、可溶性蛋白質(zhì)電泳及醇脫氫酶同工酶電泳的影響，在此基礎(chǔ)上，初步研究了常用絡(luò)合劑(EDTA)對(duì)重金屬離子毒性效應(yīng)的影響。
　　三種重金屬離子對(duì)ME25生長(zhǎng)均具有明顯的抑制作用，對(duì)菌體生長(zhǎng)抑制的EC50值分別為34.1mg·L-1、0.0718mg·L-1、0.0395mg·L-1，其強(qiáng)弱順序?yàn)镠g2+＞Cd2+＞Pb2+，ME25對(duì)Pb2+有很強(qiáng)的抗性，而對(duì)Cd2+和Hg2+相對(duì)敏感。

3、Pb2+-Cd2+、Pb2+-Hg2+之間呈顯著的拮抗效應(yīng)，而Cd2+-Hg2+、Pb2+-Cd2+-Hg2+呈顯著的協(xié)同抑制效應(yīng)。重金屬離子Pb2+、Cd2+、Hg2+在抑制菌體的生物量的同時(shí)，對(duì)菌體可溶性蛋白也有明顯的抑制作用，且抑制效應(yīng)隨金屬離子濃度增加而增強(qiáng)。
　　等體積菌懸液粗提蛋白定容至等體積樣品，通過(guò)SDS-PAGE凝膠電泳圖譜和光密度分析表明，隨著三種重金屬離子濃度升高，蛋白電泳圖譜中蛋白條帶明顯減少;除低劑量金屬

4、離子處理樣品的部分蛋白條帶光密度上調(diào)外，均表現(xiàn)為下調(diào)。結(jié)果表明:重金屬離子抑制菌體細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖，生物量減少，使單位體積內(nèi)菌體蛋白含量降低，電泳圖譜中每一條帶蛋白含量均降低，三種金屬離子影響趨勢(shì)基本一致，與金屬離子對(duì)菌體懸液蛋白含量的數(shù)據(jù)一致。單位菌體蛋白樣品分析表明，電泳圖譜的蛋白條帶基本相同，但條帶蛋白的相對(duì)含量發(fā)生明顯變化，有些條帶蛋白含量上調(diào)，有些條帶蛋白含量下調(diào)，三種重金屬離子導(dǎo)致蛋白條帶光密度上調(diào)和下調(diào)的Rf值不同。結(jié)果表

5、明，重金屬離子明顯影響菌體細(xì)胞蛋白質(zhì)的表達(dá)，三種重金屬離子對(duì)菌體蛋白表達(dá)的影響有差異。
　　甲醇脫氫酶活性測(cè)定表明，三種金屬離子對(duì)菌體甲醇脫氫酶活性均產(chǎn)生了明顯的抑制作用，并且隨濃度的增高抑制效應(yīng)增強(qiáng)。等體積菌懸液粗提蛋白定容至等體積樣品，甲醇脫氫酶同工酶電泳圖譜和光密度分析表明，甲醇脫氫酶同工酶譜呈4個(gè)條帶，隨著三種重金屬離子濃度升高，同工酶條帶的亮度明顯下降，甚至消失。單位菌體蛋白樣品同工酶分析表明，重金屬離子對(duì)甲醇脫氫酶同工

6、酶不同條帶影響不同，對(duì)第1條帶有上調(diào)作用，而對(duì)第2、第3和第4條帶均有下調(diào)作用;三種金屬離子影響趨勢(shì)基本相同，僅是濃度不同影響的程度不同。
　　上述結(jié)果提示:微生物傳感器分子識(shí)別元件—甲烷氧化菌ME25暴露于金屬離子污染的環(huán)境中，其生長(zhǎng)代謝受到嚴(yán)重影響，進(jìn)而干擾微生物傳感器測(cè)定的準(zhǔn)確性，影響微生物傳感器的使用壽命。絡(luò)合劑EDTA在低于5μm·L-1時(shí)，對(duì)菌體生長(zhǎng)抑制作用較小，在培養(yǎng)系統(tǒng)中加入EDTA，能夠抑制三種重金屬離子對(duì)ME2