木质素过氧化物酶降解四环素机理的研究
2016-03-31李星星鲍建国冷一非
李星星,鲍建国,冷一非,刘 颖,郭 慧,郑 进
(1.中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074; 2.湖北理工学院环境科学与工程学院,湖北黄石435003)
木质素过氧化物酶降解四环素机理的研究
李星星1,2,鲍建国1,冷一非1,刘 颖1,2,郭 慧1,郑 进2
(1.中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074; 2.湖北理工学院环境科学与工程学院,湖北黄石435003)
为探究过氧化物酶对四环素类抗生素的降解机理,以白腐真菌Phanerochaete chrysosporium表达的木质素过氧化物酶(LiP)粗酶为研究对象,研究其产酶条件及其降解四环素(TC)的机理。结果表明:低浓度Mn2+可促进产酶,碳源、氮源限制是产酶的重要条件;降解反应进行10 min后,H2O2消耗至阈值0.045 mmol/L,LiP对TC的降解停止,其降解率达到82%;TC降解反应趋于平衡时,补加TC和H2O2后,LiP依然可以高效发挥作用,其二次降解率达到65%;LiP作用于不同初始浓度(10 mg/L、25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L)TC,显示LiP对不同浓度TC均可有效降解,TC降解率分别为62%、80%、82%和90%;降解产物的抑菌性试验反映出降解产物较TC母体的抑菌性明显降低;LC/MS捕获到6种可能的降解产物E-TC、TP 461、E-TP 461、TP 477、TP 475和TP 445,并推测出LiP降解TC可能的降解途径。
四环素(TC);木质素过氧化物酶(LiP);抑菌性;降解产物;降解机理
四环素类(Tetracyclines,TCs)抗生素是由放线菌产生的一类广谱抗生素,其价格低廉,是目前世界上使用最广泛、用量最大的抗生素种类之一[1]。
在过去数十年中,四环素类抗生素作为人、兽用药和饲料添加剂被大量使用,这也导致了环境污染化合物的增加[2-3]。由于它们可能和微生物的抗生素抗性有潜在的联系,其在环境中的残留受到了广泛的关注[4]。四环素在使用后,一部分被人体或动物体代谢为低活性的化合物,另一部分约30%~90%以原药形式或是活性代谢产物的形式由尿液、排泄物、粪便的形式释放到环境中(地表水、地下水、土壤)[5]。……
