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锰超氧化物歧化酶对六价铬微生物还原修复的影响及机制研究

批准号:
32101045
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
牛阿萍
依托单位:
学科分类:
无机生物化学与环境测控
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
牛阿萍

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
Cr(VI)微生物还原是去除废水中Cr(Ⅵ)最有前景的修复方法。氧化压力和以沉淀形式存在的Cr(III)导致Cr(VI)还原菌株活性减小,限制了Cr(VI)还原菌株的实际应用。锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)能减小氧化压力、络合Cr(III)、阻止Cr(III)氧化。鉴于对Cr(Ⅵ)微生物还原修复的迫切需求,本课题拟研究Mn-SOD高效表达对Cr(VI)微生物还原修复的影响及机制,包括构建Mn-SOD高效表达的Cr(Ⅵ)还原菌株;研究Mn-SOD高效表达菌株的Cr(VI)还原特性,明确Mn-SOD对Cr(Ⅵ)还原菌株活性的影响;分析Mn-SOD与Cr(III)之间的作用关系,Mn-SOD在Cr(III)重新氧化过程中的作用,及pH调控对Mn-SOD结构及Cr(III)固定的影响,从而揭示Mn-SOD调控机制。本项目的研究将对开发具有实际应用价值的Cr(VI)还原菌株提供理论依据和参考。
英文摘要
Cr(Ⅵ) microbial reduction is the best efficient method for the removal of Cr(Ⅵ) in industrial effluents. Oxidative stress and Cr(III) in the form of precipitates result in decrease in the activity of Cr(Ⅵ) reducing strain, which limits the practical application of Cr(VI) reducing strain. Manganese superoxide dismutase can elimit oxidative stress, complex Cr(III) and prevent Cr(III) from reoxidation. In view of needpress for Cr(Ⅵ) reduction remediation of microorganism, This project intends to study the effect and mechanism of overexpression of manganese superoxide dismutase on Cr(Ⅵ) microbial reduction remediation. The research includes the construction of Cr(VI) reducing strain with Mn-SOD overexpressing,the illumination of Mn-SOD effect on reducing strain activity by investigating Cr(VI) reduction features of Cr(VI) reducing strain with Mn-SOD overexpressing, the revelation of the possible regulation mechanism by analyzing the interrelationship of Mn-SOD and Cr(III), the function of Mn-SOD in the process of Cr(III) reoxidation, and the regulation of pH for Mn-SOD structure and Cr(III) immobility. This research can provide theoretical basis and reference for developing the strain with practical application value.
本研究探讨了锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)对六价铬(Cr(VI))微生物还原修复的影响及其机制。通过成功构建Mn-SOD过表达的Cr(VI)还原菌株E.coli•sodA,研究Mn-SOD对Cr(VI)还原菌株生长的影响,其结果表明Mn-SOD过表达对菌株生长无明显影响,对Cr(VI)的还原效率有一定的提升,但效果有待提升。为进一步研究Mn-SOD的作用,我们筛选了两种不同的Cr(VI)还原特菌株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和溶蛋白芽孢杆菌(Bacillus Proteolyticus),其对Cr(VI)表现出不同的耐受性。其中铜绿假单胞菌对Cr(VI)还原效率约40%。而溶蛋白芽孢杆菌具有更高的Cr(VI)抵抗能力,其可抵抗500 mg/L Cr(VI),其对Cr(VI)的还原主要发生在细胞质中,且由胞内可溶性蛋白主导。此外,Cr(VI)的还原产物与细胞外聚合物(EPS)中的蛋白质和有机物形成络合物。而同存离子对Cr(VI)还原效果的影响表明Cu2+和Fe3+能增强溶蛋白芽孢杆菌的Cr(VI)去除效率,而Cd2+则抑制Cr(VI)去除。而Mn-SOD体外调控表明其对菌株Cr(VI)还原能力具有一定的促进作用。这些发现为含Cr(VI)废水的生物处理提供了理论依据和技术支持。
三价锑(Sb(III))胁迫的胶红酵母胞外多糖对Sb(III)矿化的调控及机制研究
  • 批准号:
    42567004
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    31.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    牛阿萍
  • 依托单位:
国内基金
海外基金