厌氧条件下希瓦氏菌腐殖质还原对偶氮还原的影响.pdf

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厌氧条件下希瓦氏菌腐殖质还原对偶氮还原的影响

许志诚(，#，洪义国(，罗微(，许玫英(，孙国萍("

（(广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室广州&($$*$）
（#中国热带农业科学院橡胶研究所儋州&*(*0*）

摘要：以希瓦氏菌属的0个代表种为研究对象，研究了在厌氧条件下腐殖质的存在对偶氮还原的影响。实验结
果表明：0个代表菌株在厌氧条件下都有高效的偶氮还原和腐殖质还原功能，(::<34D偶氮染料在#!C内完全脱色，
并且偶氮还原与电子供体氧化存在着紧密的偶联关系。腐殖质物质模式物#8磺酸蒽醌+EF在小于()#::<34D条
件下能显著加速偶氮还原，(#C就完全脱色，0::<34D时(%C完全脱色。但当浓度大于0::<34D时则对偶氮还原产生
明显抑制作用。另一腐殖质模式物#，"8双磺酸蒽醌+EGF其浓度在()0::<34D以内亦使脱色在(#C内完成，!)
"::<34D时(&C左右完成脱色。*)(#::<34D仍有一定的脱色促进作用，但随着浓度的提高，其促进作用也逐渐减
弱。这说明腐殖质的确可以作为氧化还原中间体穿梭于电子供体与染料的偶氮双键之间促进偶氮还原。但当其
浓度达到某一阈值时它就显出与偶氮键竞争电子的本质，从而使偶氮还原速率下降。原因在于他们的氧化还原电
势的差异，导致细菌呼吸链的电子递体对腐殖质物质和偶氮键的亲和力不同，从而使不同腐殖质浓度对偶氮键还
原产生了不同的影响。
关键词：希瓦氏菌；腐殖质还原；偶氮还原；电子传递；竞争抑制
中图分类号：H(*#文献标识码：+文章编号：$$$(8"#$’（#$$"）$!8$&’(8$*

偶氮染料是一类重要的人工合成产品，其主要传递的过程中，形成跨膜的质子浓度电势梯度，偶联
［］
特征是含有一个或多个偶氮键（—IJI—）。偶氮能量的形成来支持菌体的生长0。腐殖质在细菌的
染料在实际使用的众多染料中，是数量最多的一种，厌氧偶氮还原中具有重要影响，目前有关偶氮染料
占&$K以上，加之偶氮染料的前体及其降解产物芳还原的研究普遍认为：腐殖质物质在细菌厌氧偶氮
香胺具有致癌性、致畸性、致突变性的“三致”作用，还原中是处于细菌与染料分子之间作为电子穿梭体
所以随工业废水进入生态环境的各种偶氮染料对自发挥作用。即氧化态的腐殖质首先从菌体细胞接受
然环境构成较严重的污染。通常在厌氧情况下，细电子成还原态，还原态的腐殖质物质与偶氮化合物
菌对偶氮染料降解的第一步也是关键的一步就是偶相互作用，使得偶氮化合物被还原，从而显著促进偶
氮染料的还原，即偶氮键打开生成芳香胺类脱色产氮还原效率［!］。
物的过程。目前普遍认为，细菌在厌氧条件下发生本文以0株希瓦氏菌研究了腐殖质在细菌的厌
的偶氮还原是在非特异性还原酶作用下的电子传递氧偶氮还原中的影响，发现了低浓度腐殖质可以促
过程，这一过程是通过细菌代谢完成的［(］。进细菌的厌氧偶氮还原过程，而过高浓度的腐殖质
腐殖质是一种具有羰基结构的高分子量的芳香会显著抑制偶氮还原过程的现象。这与文献报道的
族醌类聚合物，这种结构使其具有可以容易结合疏腐殖质物质作为氧化还原中间体还原偶氮化合物的
［］
水和亲水的物质的能力#。D<L23M等认为腐殖质物结论有所发展。本文报道这一结果，进一步丰富和
质不仅可以作为氧化还原中间体，而且可以作为末补充了腐殖质物质的氧化还原中间体学说，为更高
端电子受体接受来自菌体细胞膜上电子传递链的电效的进行印染废水偶氮染料的生物降解和生物修复
子，腐殖质物质接受电子被还原。而电子在细胞膜提供更多的理论依据。

基金项目：国家“%"0计划”（#$$0++#(!$!$）；国家自然科学基金（0$&$$$$’）；广东省自然科学基金项目（$(&$(*，$&($$0"&）；广东省科技项目
（#$$!+0$!$!$$#）
"通讯作者。1234567：%"8#$8%*"%!!*(；98:6;3：-,<=;>-.,>?("0@A<:
作者简介：许志诚（(’*’B），男，山西大同人，硕士研究生，主要从事环境微生物学研究。98:6;3：:2>-C,&&&?("0@A<:
其他作者：郭俊(，岑英华(

收稿日期：#$$"8$(8($；接受日期：#$$"8$#8#!；修回日期：#$$"8$!80$
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材料和方法#