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鼠李糖脂改变石油烃降解菌表面疏水性的机制研究

马小玲  
【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15g/L,蛋白胨10g/L, MgSO_40.4g/L,NH_4Cl1.07g/L,KCl1.49g/L和Tris-HCl18.9g/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507g/mol,临界胶束浓度为42.1mg/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10min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10min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。


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