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氯霉素(Chloramphenicol,CAP),是一种广谱抗生素,对许多革兰氏阳性、阴性细菌都有抑制作用。氯霉素广泛应用于动物的疾病治疗,但进入动物体内的氯霉素,并不能被完全吸收利用,大部分以原药和代谢产物的形式通过尿液和粪便等途径排出体外进入环境。氯霉素性质稳定,能在环境中长期存在,大量的研究表明氯霉素残留存在于水体及动物源性食品中。氯霉素残留会诱使机体病变、癌变,对人类造血及消化系统造成损害。微生物降解是消除环境中氯霉素残留的一种有效手段,目前,已有氯霉素降解菌株报道,其中,只有菌株Pseudomonas sp.CSFO-3能够完全降解氯霉素,其在7 d内能降解37.5%初始浓度为100 mg/L的氯霉素。因此,有必要筛选氯霉素高效降解菌株,为氯霉素残留污染环境的修复提供材料与资源。本研究通过连续富集培养的方法,从安徽某制药厂排水口污泥中分离筛选到一株氯霉素高效降解菌株LMS-CY,通过菌株的形态、生理生化特性与16S rRNA基因序列分析,将菌株LMS-CY初步鉴定为Nocardioides sp.,这是首次在Nocardioides属中发现氯霉素降解菌株。菌株LMS-CY在pH值为6.0～9.0的条件下生长良好,最适生长pH为7.0,最适生长温度为30℃,最适碳源氮源分别为葡萄糖和硝酸铵,能在NaCl浓度不高于30 g/L的条件下生长良好。菌株LMS-CY能够以氯霉素为唯一碳源生长,菌株LMS-CY能在24 h内完全降解100 mg/L氯霉素。菌株LMS-CY降解氯霉素的最佳温度为30℃,最适pH为7.0。在一定范围内,氯霉素降解速率与菌体接种量呈正相关。菌株LMS-CY对初始浓度小于150mg/L的氯霉素降解效果较好,随着氯霉素浓度升高,菌株降解速率降低。1 mM Hg2+、Cu2+、Fe2+、Ni2+、Co2+和Zn2+对菌株LMS-CY的降解效果有抑制作用。采用MS/MS技术对菌株LMS-CY降解代谢氯霉素的产物进行鉴定,发现生成的产物为2-氨基-3-羟基-3-(4-硝基苯基)丙酸和对硝基苯甲酸,这2个代谢产物在已有的氯霉素微生物降解研究中未见报道。推测出菌株LMS-CY中存在一个新的氯霉素降解途径,首先氯霉素酰胺键断裂生成2-氨基-3-羟基-3-(4-硝基苯基)丙酸,然后该产物被转化为对硝基苯甲酸,随着培养时间的延长,对硝基苯甲酸也被菌体完全降解。通过液氮研磨菌株LMS-CY获得粗酶液,粗酶液的最适作用温度范围为30～37℃。最适pH为7.0。1 mM Cu2+、Fe2+、Ni2+、Co2+和Zn2+能够抑制粗酶液的降解效果,Hg2+存在时,粗酶液基本无降解效果。环境温度高于30℃时酶活稳定性逐渐降低,温度达到60℃时,粗酶液彻底失活。抗生素降解菌株投入环境中可能会造成抗药性基因扩散的问题,而游离态酶在环境中不够稳定,故本研究选用相对稳定的固定化酶对氯霉素污染水体进行修复。选用海藻酸钠为包埋剂,通过正交试验,确定菌株LMS-CY粗酶液的最佳包埋条件:3%海藻酸钠(m/v),2%氯化钙溶液(m/v),包埋比6:1,交联时间4h。固定化酶降解氯霉素的最适温度为 30～37℃;最适 pH 为 7.0;1mMCu2+、Fe2+、Ni2+、Co2+和Zn2+能够抑制固定化酶降解效果,Hg2+存在时,固定化酶基本无降解效果。与游离态酶相比,固定化酶的热稳定性更好,对pH适应性更好,对重金属离子的敏感度降低。通过模拟受氯霉素污染的水体环境,对固定化酶在水体中的降解效果进行测定,结果表明,固定化酶对水体中的氯霉素残留的降解效果好于游离态酶。