危險性化合物的微生物降解.ppt

1、第六章 危險性化合物的微生物降解,微生物降解危險性化合物的基本概況,一、危險性化合物微生物降解的發(fā)展過程 危險性化合物 其危險性表現(xiàn)在：致畸、致突變、致癌 解毒微生物的獲取途徑： 馴化 從特定的環(huán)境中分離純化 通過基因工程手段改造 混合培養(yǎng)比純培養(yǎng)具有更好的解毒能力。,二、微生物菌群的生態(tài)學(xué)地位,（一）微生物群落種類 依據(jù)不同的代謝作用，可將微生物群落分為7種： 提供特殊營養(yǎng)物 去除生長抑制產(chǎn)物 改善單個微生物的基本生長參數(shù)（條件） 對底物協(xié)調(diào)利用 共代謝 氫（電子）轉(zhuǎn)移 提供一種以上初級底物利用者,鹵代有機化合物的微生物降解,鹵代有機化合物被大量應(yīng)用于各類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。由于鹵原子的引入，相對

2、于碳氫化合物，其生物降解性大大降低。,一、鹵代有機化合物在好氧混合培養(yǎng)條件下的微生物降解,微生物在降解鹵代有機化合物時利用氧： 1、氧在有機底物氧化釋放出電子和能量產(chǎn)生時用作最終電子受體； 2、氧作為生化反應(yīng)的底物并在進一步的代謝中被化合到有機產(chǎn)物中。,鹵代芳香化合物的生物降解： 其環(huán)被開裂為中間代謝物并且其有機鹵素被礦化。 限速步驟： 鹵素取代基從有機化合物中的脫除。 鹵素脫除的兩種途徑： 在降解初期，通過還原、水解或氧化分解去除機理消除鹵素。 生成非芳香結(jié)構(gòu)產(chǎn)物后通過自發(fā)水解脫鹵或-消去鹵化氫。,（一）鹵代芳烴,（1）脫鹵優(yōu)先于開環(huán),（2）開環(huán)后脫鹵,氧化模式： （1）利用烷烴的細菌通過加

3、氧酶將分子O2引入到有機分子中。 （2）一些能以鹵代脂肪烴為唯一碳源和能源的微生物以其為初始底物代謝。,（二）鹵代脂肪烴,（一）鹵代芳烴 1、氯代苯甲酸（脫鹵、礦化） 2、氯酚類（脫鹵、開環(huán)、礦化） 3、氯苯類 （二）鹵代脂肪烴 鹵代脂肪族化合物降解的起始步驟是還原脫鹵。,二、鹵代有機化合物在厭氧混合培養(yǎng)條件下的微生物降解,烴類化合物的微生物降解,一、烴類化合物在好氧混合培養(yǎng)條件下的微生物降解,（一）芳香化合物 1、苯及烷基苯類 2、芳香酸及其脂類化合物 3、酚類化合物 4、含氮芳香化合物,1、降解機理 （1）末端氧化：烷烴降解主要途徑。 微生物攻擊鏈烷烴的末端甲基，由混合功能氧化酶催化，生成伯醇，再進一步氧化為醛和脂肪酸，脂肪酸接著通過-氧化進一步代謝。,（二）脂肪烴,（2）次末端氧化 有些微生物攻擊鏈烷的次末端，在鏈內(nèi)的碳原子上插入氧。這樣，首先生成仲醇，再進一步氧化，生成酮，酮再代謝為酯，酯鍵裂解生成伯醇和脂肪酸。醇接著繼續(xù)氧化成醛、羧酸，羧酸則通過-氧化進一步代謝。,（一）