枯草芽孢杆菌WN02芽孢漆酶的性质及染料脱色研究

摘要

本文利用含铜的富集培养基,从污水处理厂二沉池的活性污泥中分离得到了一株编号为WN02的细菌。通过在菌落中央及边缘滴加漆酶底物观察显色,表明该菌株具有丁香醛连氮(SGZ)、2,2'-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)和2,6-二甲氧基苯酚(DMP)氧化活性。结合形态学观察、生理生化反应以及16S rDNA序列分析结果,鉴定WN02菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。通过对其进行生物学特性初步研究,确定其最适生长温度为30℃,最适生长pH为6.0。
　　 利用ABTS、SGZ和DMP三种底物测定WN02漆酶酶活性,结果显示催化反应最适pH有所不同,分别为:3.0、7.0和8.6,表明WN02漆酶对底物作用的pH范围广泛。此外WN02芽孢漆酶在不同pH条件下表现出了较好的稳定性,在碱性范围尤为突出。WN02漆酶最适反应温度为60℃,在40-80℃范围均体现了较高活性,甚至在100℃条件下,酶活仍可保持20％以上。WN02漆酶在最适温度下可保持活性超过24h。几种漆酶抑制剂中,0.1 mmol/L的半胱氨酸和二硫苏糖醇抑制作用明显,同样浓度的NaN3和SDS却对酶活具有促进作用,EDTA对酶活的抑制作用较低。随有机溶剂浓度升高WN02漆酶活性逐渐下降,1％的Tween80与Triton X-100具有明显的抑制效果。Ba2+、Co2+、Na+存在时WN02漆酶酶活性显著提高,Hg2+、Ag+、Mn2+对其抑制效果明显,Al3+和Fe3+则显示出较小的抑制作用。
　　 WN02漆酶可在无介体存在时对四种不同类型的染料脱色:结晶紫、靛红和RB亮蓝(RBBR)在6 h后的脱色率分别为81.47％、72.85％和26.69％,活性黑的脱色效果较差,脱色率不足10％。测试了7种不同介体对染料脱色的影响,结果表明:各种介体对结晶紫脱色效果影响不显著,与无介体存在时差别不大,介体ABTS、乙酰丁香酮、10-(3-二甲氨基丙)吩嗪或丁香醛加快漆酶对靛红的脱色,2 h脱色率超过90％。较难脱色的RBBR和活性黑在乙酰丁香酮、ABTS或丁香醛存在时也能被有效脱色。在pH9.0条件下,以乙酰丁香酮为介体时结晶紫、靛红、RBBR和活性黑1 h后的脱色率分别为:93.99％、95.37％、92.99％和91.21％,表明WN02漆酶在碱性条件下处理染料废水方面具有很好应用前景。