鼠李糖脂改变石油烃降解菌表面疏水性的机制研究

摘要

生物表面活性剂鼠李糖脂常用来促进石油烃的降解，一个可能的原因是鼠李糖脂能够改变降解菌的细胞表面疏水性。为了更好地了解鼠李糖脂改变细胞表面疏水性的机制，本实验以细胞外膜化学组成和鼠李糖脂的吸附为切入点，考察了鼠李糖脂对葡萄糖和甘油培养基中铜绿假单胞菌ATCC9027表面疏水性的影响。
　　本研究采用正交试验的方法对铜绿假单胞菌ATCC9027产鼠李糖脂的培养条件进行了优化，得到鼠李糖脂产量最大时的培养条件是温度37℃，葡萄糖15 g/L，蛋白胨10 g/L，MgSO40.4 g/L，NH4Cl1.07 g/L，KCl1.49 g/L和Tris-HCl18.9 g/L。对优化条件下产生的鼠李糖脂进行了表征，结果表明ATCC9027在优化条件下产生的全是单鼠李糖脂，鼠李糖脂混合物的平均分子量为507 g/mol，临界胶束浓度为42.1 mg/L即83μM。
　　接着考察了不同碳源下铜绿假单胞菌的细胞表面疏水性和细胞外膜化学组成的变化。结果发现铜绿假单胞菌的细胞表面疏水性随生长呈现一定的规律，细胞表面疏水性于对数前期开始增加，并于对数中期取得最大值，之后开始下降并在稳定期保持稳定。而且，菌体的细胞表面疏水性与碳源有一定的关系，在疏水性较高的碳源中生长的菌体的细胞表面疏水性普遍要比在疏水性较低的碳源中生长的菌体高。铜绿假单胞菌外膜中脂多糖含量与细胞表面疏水性呈负相关，微孔蛋白含量与细胞表面疏水性相关性不是很明显。
　　通过鼠李糖脂下铜绿假单胞菌外膜中脂多糖含量，微孔蛋白含量和细胞壁中吸附的鼠李糖脂量与菌体的表面疏水性关系图中可以看出，在本实验条件下，鼠李糖脂可能通过改变菌体的脂多糖含量和自身与菌体之间的吸附来改变铜绿假单胞菌ATCC9027的细胞表面疏水性，这两种改变机制是同时存在的。加入鼠李糖脂之后，葡萄糖和甘油对数期菌体的细胞表面疏水性都减小，同时菌体细胞壁吸附鼠李糖脂的速度很快，这很可能就是菌体在10 min内细胞表面疏水性迅速减小的原因。对于两种碳源下的稳定期菌体，鼠李糖脂加入之后菌体的细胞表面疏水性在10 min内出现了小幅度上升，而且菌体吸附鼠李糖脂的速率较慢，所以细胞表面疏水性的小范围增加很有可能是由于外膜中脂多糖含量的下降造成的。

目录

文摘

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插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 细菌表面结构与性质

1.1.1 革兰氏阴性菌的表面结构

1.1.2 细胞表面疏水性

1.1.3 菌体表面物质与细胞表面疏水性的关联

1.2 石油烃的微生物降解

1.2.1 石油烃的污染概况

1.2.2 石油烃的微生物降解

1.2.3 石油烃的微生物降解与细胞表面疏水性的关联

1.3 生物表面活性剂

1.3.1 性能与优势

1.3.2 制取与纯化

1.3.3 石油烃降解中的应用

1.4 生物表面活性剂对菌体的影响

1.4.1 生物表面活性剂改变表面物质组分

1.4.2 生物表面活性剂对菌体的吸附

1.5 本研究课题意义及内容

第2章 鼠李糖脂的制取和表征

2.1 实验材料

2.1.1 实验试剂

2.1.2 实验仪器

2.1.3 微生物

2.2 实验方法

2.2.1 培养条件的优化

2.2.2 鼠李糖脂的产生与分离

2.2.3 鼠李糖脂的提纯与鉴定

2.2.4 鼠李糖脂临界胶束浓度的测定

2.3 结果与讨论

2.3.1 培养条件的优化

2.3.2 鼠李糖脂的提纯与鉴定

2.3.3 鼠李糖脂的临界胶束浓度

2.4 小结

第3章 细胞表面疏水性及其与菌体外膜物质含量的相关性研究

3.1 实验材料

3.1.1 实验试剂

3.1.2 实验仪器

3.1.3 微生物

3.2 实验方法

3.2.1 菌体生长曲线的测定

3.2.2 细胞表面疏水性的测定

3.2.3 菌体外膜中脂多糖的提取与测定

3.2.4 菌体外膜中微孔蛋白的提取与测定

3.3 结果与讨论

3.3.1 细胞表面疏水性的变化

3.3.2 菌体外膜中脂多糖含量的变化

3.3.3 菌体外膜微孔蛋白含量的变化

3.3.4 菌体外膜中相关物质与细胞表面疏水性的相关性

3.4 小结

第4章 鼠李糖脂对菌体的影响

4.1 材料和方法

4.1.1 试剂与仪器

4.1.2 微生物

4.1.3 取样

4.1.4 鼠李糖脂的测定

4.2 结果与讨论

4.2.1 鼠李糖脂对菌体的影响

4.2.2 鼠李糖脂下菌体脂多糖含量与疏水性的关系

4.2.3 鼠李糖脂下菌体微孔蛋白量与疏水性的关系

4.2.4 鼠李糖脂的吸附与菌体疏水性的关系

4.2.5 鼠李糖脂改变细胞表面疏水性的可能机制

4.3 小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录

附录B 攻读硕士学位期间参与申请国家发明专利

附录C 攻读硕士学位期间已撰写投稿在审的国际英文论文

1．英文论文审稿情况

2．英文论文全文

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