氢噬胞菌H7砷氧化和苯甲酸及其衍生物降解的代谢偶联机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31870086
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0106.微生物与环境互作
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Arsenic and aromatic compounds often coexist in the environment. So far, the mechanisms of arsenic transformation and aromatic compounds degradation are well understood, however, there is almost no knowledge of the co-metabolic mechanisms of both arsenic and aromatic compounds. Bacterial arsenite oxidation is the process of oxidizing the more toxic As(III) to the less toxic As(V), which is a detoxification process. In addition, As(V) is easier to be removed during treatment. Previously, we found that Hydrogenophaga sp. H7 can oxidize As(III) and degrade benzoate and 3-/4-hydroxybenzoate. Adding As(III) promotes the degradation rate of these three aromatic compounds. With the addition of benzoate and 3-/4-hydroxybenzoate, As(III) and As(V) transformed between each other, but the final product is As(V) when the degradation of the aromatic compounds is complete. The genome of strain H7 contains arsenic gene islands with multiple arsenic transformation functions and the genes that degrade the above aromatic compounds. Transcription analysis also predicts potential coupling mechanisms between As(III) oxidation and benzoate and 3-/4-hydroxybenzoate degradation. Based on these preliminary results, in this project, we will use metabolomics, gene knockout and complementation, heterogeneous expression, enzyme activity assay, arsenic transformation, aromatic compound degradation and redox potential assay, to identify the coupling-metabolic mechanisms of As(III) and degradation benzoate etc.. Determination of the co-metabolic mechanisms of arsenic and aromatic compounds is a challenging project which has a significant innovative theoretical scientific value and provides bacterial resources and scientific basis for the remediation of arsenic and aromatic compound pollution.
砷和芳烃化合物常在环境中共存,目前对细菌砷转化机制和芳烃降解机制已有一定认知,但细菌砷和芳烃共代谢的机制还基本为空白,值得解析。细菌砷氧化是将毒性强的As(III)氧化为毒性弱的As(V)的解毒过程,且As(V)较易被处理去除。我们前期发现氢噬胞菌H7既能氧化As(III)又能降解苯甲酸、3-/4-羟基苯甲酸;加As(III)促进对这三种芳烃的降解;加苯甲酸、3-/4-羟基苯甲酸造成As(III)和As(V)间转化,但芳烃降解完后砷转化稳定为As(V)。H7菌基因组含有多种砷转化、抗性的砷基因岛及降解以上芳烃的基因簇,转录分析也预示了潜在的偶联机制。本课题将在此基础上,利用代谢组学、基因敲除与互补、异源表达、酶活分析、转录、砷转化、芳烃降解分析和氧化还原电位分析等技术,阐明H7菌As(III)氧化和苯甲酸等降解的代谢偶联机制。其结果具有理论创新性并为砷和芳烃污染修复提供菌种资源和科学依据。

结项摘要

砷和芳烃化合物是环境中普遍存在的污染物,且常在环境中共存。许多细菌能氧化高毒As(III)为低毒的As(V)或降解芳烃化合物为无毒的小分子物质。目前对细菌砷转化机制和芳烃降解机制已有一定认知,但细菌砷和芳烃共代谢的机制还基本为空白。本课题的主要目标是阐明细菌砷代谢和苯甲酸及其衍生物降解的代谢偶联机制及探究微生物修复砷和芳烃化合物污染的能力。氢噬胞菌H7是一株砷氧化型细菌,其能降解苯甲酸(BA)、3-羟基苯甲酸(3-HBA)和4-羟基苯甲酸(4-HBA),且在加As(III)时能够促进菌株H7降解BA, 3-HBA和4-HBA的降解。为了阐明砷转化和芳烃化合物降解之间的关联机制,本研究以菌株H7为模式菌,研究了As(III)促进BA, 3-HBA和4-HBA降解的机制,并探究了其修复砷和芳烃化合物复合污染的应用潜能。结果如下:1. 确定了细菌中砷促进芳烃化合物降解的机制;2. 证实了菌株H7是一株异养硝化-好氧反硝化细菌,且菌株H7是优良的氮砷复合污染修复材料并有较广泛的应用价值;3. 开发了能在废水中高效且稳定的去除氮磷能力的复合菌剂——肠杆菌Z1和克雷伯氏菌Z2;4. 探究了肠杆菌Z1高效同步的降解三唑磷(TAP)、甲胺磷(MAP)和碳呋喃(CF)三种芳烃农药的能力,揭示了新的新的微生物降解农药的机制。本研究的成果对于理解微生物中砷和芳烃化合物降解代谢之间的关联机制有重要意义并为砷、芳烃化合物和氮污染修复提供菌种资源。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Simultaneous removal of nitrogen and arsenite by heterotrophic nitrification and aerobic denitrification bacterium Hydrogenophaga sp. H7.
异养硝化和好氧反硝化细菌Hydrogenophaga sp.同时去除氮和亚砷酸盐。
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2022.1103913
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    FRONTIERS IN MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Fan, Xia;Nie, Li;Chen, Zhengjun;Zheng, Yongliang;Wang, Gejiao;Shi, Kaixiang
  • 通讯作者:
    Shi, Kaixiang
Efficient and simultaneous degradation of triazophos, methamidophos and carbofuran pesticides in wastewater using an Enterobacter bacterial bioreactor.
使用肠杆菌细菌生物反应器高效同时降解废水中的三唑磷、甲胺磷和克百威农药。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Chemosphere
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Zhang YX;Xu ZX;Chen ZJ;Wang GJ
  • 通讯作者:
    Wang GJ

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

1 株来自陕西盐湖的极端嗜盐古菌的分离及鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    华中农业大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王革娇
  • 通讯作者:
    王革娇
三价砷氧化细菌Acidovorax sp. GW2中As(III)氧化酶基因和调控序列的克隆鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    华中农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵凯;黄银燕;王倩;王革娇
  • 通讯作者:
    王革娇
Removal of toxic chromate using free and immobilized Cr(VI)-reducing bacterial cells of Intrasporangium sp. Q5-1
使用游离和固定的 Intrasporangium sp. 还原 Cr(VI) 细菌细胞去除有毒铬酸盐。
  • DOI:
    10.1007/s11274-009-0047-x
  • 发表时间:
    2009-04
  • 期刊:
    World J Microbiol Biotechnol.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王革娇
  • 通讯作者:
    王革娇
微生物对硒的还原及其产物的应用研究进展——纪念硒发现200周年
  • DOI:
    10.13344/j.microbiol.china.170109
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    微生物学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王丹;夏险;王革娇;郑世学
  • 通讯作者:
    郑世学
微生物对锑的代谢机制研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    华中农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李明顺;李洁;王革娇
  • 通讯作者:
    王革娇

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

王革娇的其他基金

丛毛单胞菌和肠杆菌混合镉钝化菌剂与水稻的互作机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
细菌砷氧化驱动的砷脂形成和代谢途径的变化
  • 批准号:
    31670108
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
砷氧化根癌农杆菌砷抗性与抗生素抗性的共调控机制
  • 批准号:
    31470226
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
嗜砷性砷氧化细菌砷替代磷的分子机制
  • 批准号:
    31170106
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
亚砷酸氧化菌对砷的感应和信号转导机制研究
  • 批准号:
    30970075
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
极端嗜盐古菌金属内稳态基因的功能与转录调控机理
  • 批准号:
    30671140
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
砷污染废水的遗传工程菌净化与分子机理研究
  • 批准号:
    30570058
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码