论文部分内容阅读
随着工业的发展,重金属污染成为全球性问题。重金属污染不仅对环境构成威胁,而且会危害人类健康,治理重金属污染显得日益重要。微生物在治理重金属污染中具有良好的前景。恶臭假单胞菌具有很强的抗逆性,可利用多种碳源生长,能降解环境中多数污染物,是环境优势菌种。金属硫蛋白分子量小,可结合重金属,在治理重金属污染中具有重要作用。γ-PGA是一种水溶性、可生物降解、可食用、对人类和环境无毒性的高分子聚合物,可吸附重金属,是生物絮凝剂。将γ-PGA与能吸附重金属的工程菌连接,利用γ-PGA的絮凝性能,可将吸附有重金属的菌体沉降,使重金属随着菌体从受污染的水中分离出来,达到治理重金属污染的效果。本研究运用表面展示技术,构建了可表达(InaQ-N)2-GlnBP-GFP融合蛋白的大肠杆菌重组菌MB543,利用InaQ-N的表面展示功能,将(InaQ-N)2-GlnBP-GFP锚定在MB543表面,并利用MB543研究了MB543-PGA复合材料的絮凝性能。在加入二价阳离子后,复合材料可以发生絮凝作用。MB543表达了GFP,在荧光显微镜下通过观察GFP荧光,直观检测了菌体随PGA絮凝的结果:加入10 mM Cu2+后,溶液中可见絮状物产生,在荧光显微镜下可见菌体随γ-PGA的絮凝而聚集到了一起,溶液中含有的游离菌体极少。随后用恶臭假单胞菌AB92019作为宿主菌,构建了可表面展示(InaQ-N)2-GlnBP-(SmtA)2融合蛋白的重组菌MB546;通过Western Blot、免疫荧光显微镜镜检、流式细胞仪分析,对融合蛋白进行了表面定位分析;将γ-PGA用NHS/EDC进行活化后,利用融合蛋白的GlnBP部分作为菌体与γ-PGA结合的位点,制成MB546-PGA复合材料。采用该复合材料吸附Cu2+离子,取得了良好的吸附效果,在Cu2+初始浓度为32 mg/L时,吸附率可达98%.吸附动力学分析表明,复合材料对Cu2+的吸附符合准二级动力学方程。等温吸附的研究表明,复合材料对Cu2+的吸附更符合Frundlich模型,通过Langmuir模型计算得到复合材料对Cu2+最大吸附容量为127.73 mg g-1。通过向复合材料中加入0.04 M氯化钙,将复合材料进行絮凝,1 h后絮凝效率达到96%。样品用电镜检测,显示MB546-PGA复合材料与MB546菌体相比,菌体之间更加紧密,加入CaCl2使复合材料絮凝后,复合材料在致密地结合在了一起。红外光谱数据表明,γ-PGA可能通过羰基和氨基与重组菌结合;MB546-PGA复合材料的羟基、氨基可能参与了吸附Cu2+过程。