间苯二甲酸二甲酯的好氧微生物降解及其生化途径.pdfVIP

维普资讯 第23卷第 5期 热 带 海 洋 学 报 Vo1．23，NO．5 2004年 9月 JOURNAIOFTROPICAIOCEANOGRAPHY Sep．，2004 文章编号2004J05—0056～07 间苯二甲酸二甲酯的好氧微生物降解 及其生化途径 李佳喜，顾继东，周毅频，蔡创华 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学重点实验室，广东广州 510301 摘要：从红树林污泥中通过富集培养分离到4株细菌，鉴定结果是多杀巴斯德菌 Pasteurella multocidaSa 、产酸克雷伯菌 KlebsiellaoxytocaSc 、少动鞘氨醇单胞菌 Sphingomonas paucimobilisSy 和嗜中温甲基杆菌 Methylobacteriummesophilicum Sr 。在纯培养降解间苯 二甲酸二甲酯 DMI 时发现，单一纯菌株不能完全矿化间苯二甲酸二甲酯，而2种或3种纯菌 株组成的混台菌可以将220rag·I 的底物在 12d内完全矿化。主要的中间产物有间苯二甲 酸一甲酯 MMI 和间苯二甲酸 IA 。根据鉴定出的中间产物，DMI的生化降解途径为：DMI —MMI~-I＼+CO!+H!O。研究结果表明，DMI的2个酯基的水解是决定DMI能否完全矿化 的重要步骤，l2个酯基的酶催化水解反应有差异，由不同的细菌分步来完成，说明是酯酶对 不 底物的专性所致；第2个酯基的水解对整个降解过程有决定性作用。 关键词：环境激素；间苯二甲酸二甲酯 DMI ；间苯二甲酸一甲酯 MMI ；间苯二甲酸 IA ；生 物降解；红树林 中图分类号：X172：X55 文献标识码：A 间苯二甲酸二甲酯 dimethylisophthalate。DMI 是生产优良新型阴离子表面活性剂 5一磺酸钠问苯二甲酸二甲酯的重要原料，同时也是对苯二甲酸二甲酯 dimethyltereph— thalate。DMT 生产过程中的主要副产品之一，在其生产废水中的含量高达 35 一 40 。DMT大量用于聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产，其生产废水的排放是DMI进入 自然环境的主要途径_l2]。DMI被怀疑有致癌、致畸、致突变作用而被列为环境激素类物 质，这类物质通过严重干扰动物的内分泌调节作用而对动物的正常生长和发育造成不 良 影响。环境激素类污染物所造成的危害正受到越来越多的关注，一些发达国家正逐步颁 布有关法律条例，限制或控制该类化合物的排放及其在 自然环境中的含量，该类污染物将 是未来环境治理的重要对象之一。 有机污染物进入 自然环境后通过各种方式进行分解，包括水解、光解、氧化、还原和微 生物降解，其中微生物降解是其完全矿化的重要途径[。近年来，邻苯二甲酸二甲酯和对 苯二甲酸二甲酯的微生物降解已有报道 1--67，包括苯二甲酸的降解基因的分子生物学等 方面的深入研究 ；然而，有关间苯二甲酸二甲酯微生物降解的研究报道非常有限，且 收稿 日期 ：2003～1218：修订 日期：200t0218 基金项目：中国科学院百人计划课题项 目 座机电话号码 ；国家 “863”项 目 2002AA60l160 ；中国科学院南海海洋研究 所前沿项 目 50601—23 作者简介：；李佳喜 1969一 ，男．湖南省祁阳县人，博士研究生，专业方向为环境与分子微生物学。 通讯作者：顾继东。E—mail：jdgu@hkucc．hku．hk 维普资讯 第5期 李佳喜等：间苯二甲酸二甲酯的好氧微生物降解及其生化途径 57 仅涉及间苯二甲酸二甲酯的微生物可降解性L9 。 研究表明，红树林土壤微生物是红树林生态系统的重要组成部分，它们在营养循环中 起到重要作用l1】；同时由于红树林生态系统的多样性，红树林土壤微生物对环境的影响 是多方面的。目前，有关红树林土壤微生物对间苯二甲酸二甲酯的生物降解方面的研究 未见报道。本研究所用的红树林土壤取 自香港米埔生态保护区，该区位于深圳河口，污染 状况严重，污染物成分复杂。本文报道红树林土壤土著微生物纯菌株对间苯二甲酸二甲 酯的降解能力和与此相对应的生物降解途径。 1 材料与方法 1．1 底物 本文所用的3种化合物包括 DMI、间苯二甲酸一甲酯 mono—methylisophthalate， MMI 和间苯二甲酸 isophthalate，IA ，后2种化合物作为DMI的可能代谢中间产物而 被使用；DMT为DMI的异构体，用作富集培养时的底物。上述化合物均为美国Aldrich Chemicals公司产品，纯度超过99 ，其化学结构式如图1所示。高效液相色谱的流动相 溶液为色谱纯，其它试剂均为分析纯。 CooC L DMT 图 1 3种化合物的化学结构式 Fi