化芳香化合物如何影响葡萄糖支持的脱化中的电子供应和消耗?
Qian Wang1, Yingxin Zhao1, Jinxin Song1
1School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300350, China.
4-二醇 (4-CP) 通过改变微生物新陈代谢和电子转移,影响葡萄糖支持的脱. 在高比率下,4-CP成为主要的电子捐赠者,抑制葡萄糖的使用并导致酸盐的积累.
科学领域:
- 环境微生物学环境微生物学
- 生物化学 生物化学
- 污水处理 污水处理 污水处理
背景情况:
- 化芳香化合物 (HAC) 对微生物电子转移过程具有复杂的影响.
- 了解HAC对脱的影响对于优化废水处理至关重要.
- 4-烯醇 (4-CP) 是一种具有潜在影响微生物群落和代谢途径的代表性HAC.
研究的目的:
- 研究4-二醇影响葡萄糖支持的脱的机制.
- 为了确定4-CP从共同代谢物转移到主要电子捐赠者的门.
- 为了阐明4-CP对微生物生理学,酶活性和脱过程中的电子转移通路的影响.
主要方法:
- 实验设置改变了葡萄糖 (电子供体) 与4-CP度 (0-100 mg/L) 的比率.
- 对脱效率,微生物群落结构,酶活性 (葡萄糖代谢酶) 和关键基因丰度 (nirS, nirK) 的分析.
- 测量细胞指标,包括腺三酸盐 (ATP),反应性氧物种 (ROS) 和细胞外电子转移介质 (cytochrome c, FAD).
主要成果:
- 在高葡萄糖/4-CP比率下,葡萄糖仍然占主导地位,但其去除效率下降.
- 在低葡萄糖/4-CP比率下,4-CP抑制了葡萄糖代谢酶,并成为主要的电子捐赠者.
- 4-CP暴露增加了ROS,减少了ATP,抑制了葡萄糖利用,并导致由于抑制的nirS/nirK基因和改变的电子转移通路而导致酸盐积累. 微生物群落发生了转移,有利于4-CP降解基.
结论:
- 在葡萄糖支持的脱过程中,4-CP显著改变了微生物的碳代谢和电子捐赠者偏好.
- 4-CP诱导氧化应激并损害细胞组件,损害葡萄糖利用率和脱效率.
- 在4-CP影响下微生物群落和电子转移动态的转变需要定制的废水处理策略.
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