（环境科学与工程专业论文）一株红球菌rhodococccus+spstrain+p52降解二噁英研究.pdf

山东大学硕十学位论文 目录 摘要。i a b s t r a c t 第一章前言1 1 研究意义1 1 1 二嗯英类化合物及其危害1 1 2 二嗯英类化合物的来源2 1 3 二嗯英类化合物的处理3 2 研究现状一4 2 1 二苯并呋喃的微生物降解4 2 2 氯代二苯并呋喃的降解1 o 第二章二苯并呋喃降解菌株筛选与鉴定ll 1 材料与方法l 1 1 1 主要仪器及试剂1 1 2 1 菌株筛选方法11 3 1 菌株鉴定1 2 2 结果与讨论1 3 2 1 菌株筛选13 2 2 菌株鉴定1 4 2 3r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 的系统发育树一1 4 3 ，j 、结一l6 第三章r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 降解二苯并呋喃研究1 7 1 材料与方法1 7 1 1 主要仪器与试剂1 7 1 2 菌株与培养条件一l8 1 3 定量、定性分析方法18 2 结果与讨论1 9 2 1r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 的生长及对二苯并呋喃的利用1 9 2 2r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 对二苯并呋喃代谢途径分析1 9 3 d 、结一2 6 第四章r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 对二嚼英类化合物及多环芳烃的降解2 8 1 材料与方法2 8 1 1 主要仪器与试剂2 8 1 2 培养基及培养条件2 8 1 3 分析条件2 8 1 4 降解实验2 9 2 结果与讨论2 9 2 1r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 对二嗯英类物质的降解2 9 2 2r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 对多环芳烃的降解一3 0 3 小结一3 2 第五章二苯并呋喃双加氧酶基因的克隆、表达及定位3 3 1 材料与方法3 3 1 1 主要设备与试剂3 3 山东大学硕士学位论文 1 2 引物设计3 4 1 3p c r 方法3 4 1 4 连接与转化3 4 1 5 转化子筛选与二苯并呋喃降解基因确认一3 4 1 6r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 质粒检测与提取3 5 1 7r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2r n a 提取与逆转录d n a ( c d n a ) 的合成3 6 1 8s o u t h e r n 杂交3 6 2 结果与讨论3 7 2 1 二苯并呋喃双加氧酶基扩增及表达3 7 2 2r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 质粒检测与二苯并呋喃双加氧酶基因的定位4 2 3 d 、结一4 4 第六章r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 质粒的构象及迁移性研究 4 7 1 材料与方法4 7 1 1 主要试剂与仪器4 7 1 2 质粒提取4 7 1 3 接合实验4 7 1 4 引物及p c r 方法4 8 2 结果与讨论4 8 2 1 质粒构象4 8 2 2 质粒迁移性4 9 3 ，j 、结：5l 第七章结论 参考文献 致谢 攻读硕士学位期间发表的学术论文 5 2 5 3 韶 5 9 山东大学硕士学位论文 c o n t e n t s a b s t r a c t i c h a p t e rli n t r o d u c t i o n 1 1 s i g n i f i c a n c eo ft h er e s e a r c h 1 1 1s e r i o u se f f e c t so f d i o x i n s 1 1 2s o u r c e so f d i o x i n s 1 1 3t h et r e a t m e n to fd i o x i n s 2 2 r e s e a r c ha c t u a l i t y 。3 2 1b i o d e g r a d a t i o no f d i b e n z o f u r a n 3 2 2b i o d e g r a d a t i o no fc h r o l o d i b e n z o f u r a i l 9 c h a p t e r2i s o l a t i o na n dc h a r a c t e r i z a t i o no fd i b e n z o f u r a nd e g r a d e r 1 1 1 m a t e r i a l sa n dm e t h o d s 1l 1 1m a j o re q u i p m e n t sa n dr e a g e n t s l l 2 1b a c t e r i u mi s o l a t i o n 1 1 ：；1b a c t e r i u mi d e n t i f i c a t i o n 1 2 2 r e s u l t sa n dd i s s c u s s i o n 1 ：； 2 1b a c t e r i u mi s o l a t i o n 1 3 2 2b a c t e r i u mi d e n t i f i c a t i o n 1 4 2 3t h ep h y l o g e n t i ct r e eo f r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 1 4 ：；c o n c l u s i o n s 16 c h a p t e r3d e g r a d a t i o no fd i b e n z o f u r a nb yr h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 1 7 1 m a t e r i a l sa n dm e t h o d s 17 1 1m a j o re q u i p m e n t sa n dr e a g e n t s 17 1 ：! g r o w t hc u l t u r eo f t h eb a c t e r i u m 18 1 3a n a l y s i sm e t h o d s 18 2 r e s u l t sa n dd i s s c u s s i o n 19 2 1t h eu t i l i z a t i o no fd i b e n z o f u r a nb yr h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 19 2 2t h em e t a b o l i s mp a t h w a yo fd i b e n z o f u r a nb yr h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 1 9 3 c o n c l u s i o n s ：6 c h a p t e r4d e g r a d a t i o no fd i o x i n sa n dp a h sb y r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 “2 8 1 m a t e r i a l sa n dm e t h o d s 2 8 l 。1m a j o re q u i p m e n t sa n dr e a g e n t s 2 8 1 2g r o w t hc u l t u r eo f t h eb a c t e r i u m 2 8 1 3a n a l y s i sm e t h o d s 2 8 1 4p r e p a r a t i o no fc e l l s 2 8 1 5d e g r a d a t i o ne x p e r i m e n t s 2 9 2 r e s u l t sa n dd i s s c u s s i o n 2 9 2 1d e g r a d a t i o no f d i o x i n sb yr h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 2 9 2 2d e g r a d a t i o no f a r o m a t i c sb yr h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 3 0 3 c o n c l u s i o n s ：；：! c h a p t e r5c l o n i n g ，e x p r e s s i o na n dl o c a t i o no fd i b e n z o f u r a na n g u l a rd i o x y g e n a s e sg e n e s 3 3 1 m a t e r i a l sa n dm e t h o d s 3 3 i i i 山东大学硕士学位论文 1 1m a j o re q u i p m e n t sa n dr e a g e n t s 3 3 1 2p r i m e r sd e s i g n ”3 4 1 3m e t h o d so fp c r 。3 4 1 4l i g a t i o na n dt r a n s f o r m a t i o n 3 4 1 5c o n f i r m a t i o no fd i b e n z o f u r a na n g u l a rd i o x y g e n a s e sg e n e si n r e c o m b i n a n t c e l l s 3 4 1 6p l a s m i di s o l a t i o na n dd e t e c t i o nf r o mr h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 3 5 1 7r n ai s o l a t i o na n dc d n as y n t h e s i s 3 6 1 8s o u t h e r nh y b r i d i z a t i o n 3 7 2 r e s u l t sa n dd i s s c u s s i o n 3 7 2 1c l o n ea n de x p r e s s i o no fd i b e n z o f u r a na n g u l a rd i o x y g e n a s e sg e n e s 。3 7 2 2d e t e c t i o no ft h ep l a s m i d si nr h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2a n dl o c a t i o n o f d i b e n z o f u r a na n g u l a rd i o x y g e n a s e sg e n e s 4 4 3 c o n c l u s i o n s 4 6 c h a p t e r6t o p o l o g ya n a l y s ba n dt r a n s f o r m a t i o no f t h ep l a s m i do f r h o d o c o c c u ss p s t r a i n p 5 2 4 7 1 m a t e r i a l sa n dm e t h o d s 4 7 1 1m a j o re q u i p m e n t sa n dr e a g e n t s 4 7 1 2p l a s m i di s o l a t i o nb ya g a r o s e - e m b e d d e dm e t h o d 4 7 1 3t r a n s c o n j u g a t i o ne x p e r i m e n t 4 7 1 4p r i m e r sa n dp c rm e t h o d s 4 8 2 r e s u l t sa n dd i s s c u s s i o n 。4 8 2 1p l a s m i dc o n f o r m a t i o n 。4 8 2 2p l a s m i dt r a n s f c r m a t i o n 4 9 3 c o n c l u s i o n s 5 1 c h a p t e r7c o n c l u s i o n s 。5 2 r e f e r e n c e s 5 3 a c k n o w l e d g e m e n t 5 8 p u b l i s h e dp a p e r s n s 9 山东人学硕士学位论文 摘要 二嗯英为环境中的一类重要污染物，该类物质包括多氯二苯并二噫英和 多氯代二苯并呋喃两大类。二嚼英主要来源于农药生产、工业废弃物及生活 垃圾的不完全焚烧，环境中的此类物质会对人类及其他生物个体健康造成严 重的危害。传统的物理化学方法处理二嗯英存在设备复杂、能耗大、处理成 本较高等问题。微生物由于其环境分布的广泛性、代谢类型的多样性等特征 决定了用于环境污染物的降解或矿化处理的巨大潜力，利用微生物处理二嗯 英其优点及效果是其他方法所不可比拟的。 本研究从原油污染的土壤中筛得一株二苯并呋喃降解菌p 5 2 ，经其1 6 s r r n a 基因序列测序、比对分析确定该菌株属于红球菌属( r h o d o c o c c u s ) 。 r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 可以二苯并呋喃及二苯并二嗯英为唯一碳源及能源生 长，经4 8 小时培养，5 0 0m g l 的二苯并呋哺及2 5 0m g l 二苯并二嗯英基本降解 完全，降解率达到1 0 0 。除d f 外，该菌可在9 6 小时及6 0 小时内将1 0 0m g l 的2 氯代二苯并呋喃及2 ，8 一二氯代二苯并呋喃分别降解至3 0m g l 及6 1m # l ， 降解率分别为7 0 及3 9 。同时，该菌可不同程度( 降解率为5 3 1 0 0 ) 降解多 种芳香化合物如菲、芴、葸、萘、咔唑、吲哚、吩恶噻、9 芴酮、杂氧蒽、联苯 、氧杂葸酮及二苯并噻吩。通过对代谢产物的分析表明，r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 以有角度双加氧方式起始二苯并呋哺的开环，2 ，2 ，3 三羟基联二苯为其双加氧产 物，并以龙胆酸作为其特征中间代谢产物。通过p c r 扩增得到该菌株的两种有 角度双加氧酶基因序列，经核酸序列与推测的氨基酸序列比对分析发现，其o r f s 分别与先前在几株放线菌中的报导的两类有角度双加氧酶基n ( d f d a 和d b f a ) 有 高同源性( 9 8 ) ，而两种基因所编码的氨基酸序列同源性低( 4 0 ) 。通过对d f d a 和d b f a 的逆转录分析表明两个双加氧酶基因在上述二噫英类及其他多种芳香化 合物存在时均有表达。通过碱法裂解从r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2 分离得到多个 质粒，经s o u t h e r n 杂交，将d f d a 和d b f a 分别定位于质粒p d f 0 1 和p d f 0 2 。接 合实验表明，p d f 0 1 与p d f 0 2 均具有迁移性，可通过细胞之间接合作用将其转 移至其他菌株中如蜡样芽孢杆菌( b a c i l l u sc e r e u s ) 中。上述研究表明， r h o d o e o c c u ss p s t r a i np 5 2 对环境中二嗯英及其他有害芳香化合物的处理具有极 山东大学硕士学位论文 大的潜力及应用前景。 关键词：生物降解；二噫英；质粒；红球菌；双加氧酶 i i 山东人学硕士学位论文 a b s t r a c t d i o x i n si n c l u d e p o l y c h l o r i n a t e dd i b e n z o - p - d i o x i n( p c d d s ) a n d p o l y c h l o r i n a t e dd i b e n z o f u r a n ( p c d f s ) a r ew i d e s p r e a de n v i r o n m e n t a lp o l l u t a n t s w h i c hw e r et h ec o n t a m i n a t i n g b y p r o d u c t s f o r m e dd u r i n gt h em a n u f a c t u r eo f p e s t i c i d e s o rt h ei n c i n e r a t i o no fi n d u s t r i a la n dd o m e s t i cw a s t e s t h e yc a nc a u s ea w i d er a n g eo fs e r i o u sh e a l t he f f e c t s t h ec o n v e n t i o n a l p h y s i c a l a n dc h e m i c a l t r e a t m e n tm e t h o d sf o rd i o x i n sa r ed i s e c o n o m ys i n c et h ec o m p l e xo ft h ee q u i p m e n t s a n dc o s t l ye n e r g y m i c r o o r g a n i s m sp l a yi m p o r t a n tr o l e si nt h ed e g r a d a t i o na n d m i n e r a l i z a t i o no fd i o x i n si nn a t u r a le n v i r o n m e n t sa st h e i rw i d ed i s t r i b u t i o n ，g e n e r a l l y a d a p tt ov a r i e t yc o n d i t i o n sa n dv e r s a t i l ec a t a b o l i ca b i l i t yw h i c hw i l lb ev e r ys u i t a b l e f o re n v i r o n m e n t a lp o l l u t a n t sd e g r a d a t i o no rm i n e r a l i z a t i o na n di n c o m p a r a b l et oa n y o t h e rm e t h o d s i n t h i ss t u d y , an e wd i b e n z o f u r a n d e g r a d e r , s t r a i np 5 2w a si s o l a t e df r o mt h es o i l s w h i c hw e r ep o l l u t e db yc r u d eo i la n di d e n t i f i e da sar h o d o c o c c u ss p o nt h eb a s i so f i t s16 sr r n ag e n es e q u e n c e s t r a i np 5 2c o u l da e r o b i c a l l yu t i l i z ed i b e n z o f u r a na st h e s o l es o u r c eo fc a r b o na n de n e r g y , a n dc o m p l e t e l yr e m o v ed i b e n z o f u r a na t5 0 0m g l a n d d i b e n z o - p d i o x i na t2 5 0m g lw i t h i n4 8h b e s i d e sd i b e n z o f u r a n a b o u t7 0 o f 10 0m g l2 - c h l o r o d i b e n z o f u r a nw a sr e m o v e dw i t h i n9 6ha n d3 9 o f10 0m g l 2 , 8 一d i c h l o r o d i b e n z o f u r a nc o u l db er e m o v e dw i t h i n6 0h i tw a sa l s o a b l e t o m e t a b o l i z eav a r i e t yo fa r o m a t i cc o m p o u n d s ，s u c ha sd i b e n z o t h i o p h e n e ，b i p h e n y l ， n a p h t h a l e n e ，p h e n a n t h r e n e ，a n t h r a c e n e ，f l u o r e n ，a n dc a r b a z o l e t h es t r a i nm e t a b o l i z e s d i b e n z o f u r a nb yi n i t i a la n g u l a rd i o x y g e n a t i o na n dc h a r a c t e r i z e dw i t ht h ep r o d u c t so f 2 ，2 ，3 一t r i h y d r o x y b i p h e n y la n dg e n t i s i ca c i d t w od i s t i n c tg e n ec l u s t e r se n c o d i n gf o r d i o x y g e n a s ew i t h d i f f e r e n ts u b s t r a t er a n g ef o rt h e s ea r o m a t i cc o m p o u n d sw e r e a m p l i f i e da n ds e q u e n c e d ，w h i c hs h a r eh i g hh o m o l o g yw i t ht w oc o n s e r v e dg e n e c l u s t e r s ( d f d aa n dd b f a ) f o ra n g u l a rd i o x y g e n a s ed i s t r i b u t e di ns o m ea c t i n o m y c e t e s s t r a i n s s e v e r a lp l a s m i d sh a r b o r i n gi ns t r a i np 5 2w e r ei s o l a t e dw i t ha l k a l i n el y s i s m e t h o da n dd e t e c t e d b yp f g e t h et w og e n e c l u s t e r sf o rt w od i b e n z o f u r a n d i o x y g e n a s e sw e r ed e t e c t e dt ob el o c a t e do np l a s m i d sp d f 01a n dp d f 0 2r e s p e c t i v e l y i i i 山东大学硕士学位论文 t h ep l a s m i d sp d f 01a n dp d f 0 2w e r es e l f - t r a n s m i s s i b l e ，w h i c hc o u l dc o n j u g a t i v e l y t r a n s f e rt ot h eg r a mp o s i t i v eb a c t e r i a ，s u c ha sb a c i l l u sc e r e u s t h u s ，r h o d o c o c c u ss p s t r a i np 5 2e x h i b i t e dv e r s a t i l i t ya n da p p l i c a t i o np o t e n t i a li nr e m o v a lo fd i o x i na n d o t h e ra r o m a t i cc o m p o u n d si ne n v i r o n m e n t k e yw o r d s ：b i o d e g r a d a t i o n ；d i o x i n ；p l a s m i d ；r h o d o c o c c u s ；d i o x y g e n a s e 山东大学硕r 上学位论文 1 研究意义 第一章前言 1 1 二嗯英类化合物及其危害 二嗯英( d i o x i n ) 是多氯二苯并二嗯英( p o l y c h l o r i n a t e dd i b e n z o - p d i o x i n ， p c d d s ) 和多氯代二苯并呋喃( p o l y c h l o r i n a t e dd i b e n z o f u r a n ，p c d f s ) 两类物质 的合称。由两个氧原子结合若干个以氯原子取代的苯环为多氯二苯并二嗯英 ( p c d d s ) ；由一个氧原子结合若干个以氯原子取代的苯环为多氯d f ( p c d f s l 。 每个苯环上都可以取代1 4 个氯原子，从而形成多种异构体，其中p c d d s 有 7 5 种异构体，p c d f s 有1 3 5 种异构体( 图1 1 ) ( 2 4 ，3 8 ) 。二嗯英为强致癌、 致突变物质，同时会严重干扰机体的内分泌系统，对人体及各类生物均会造 成严重的健康威胁。 ( a ) p c d o s 2 3 1 m t b ) ( b p c d f s 图1 1 二嗯英的分子结构 f i g1 1m o l e c u l a rs t r u c t u r eo fd i o x i n 1 2 二嗯英类化合物的来源 自然界中几乎不存在二嗯英，绝大部分该类物质系人工合成或工业生产 的副产物( 如氯碱化工) 。二嗯英通常以微小的颗粒存在于大气、土壤和水体 之中，主要的污染源是化工及冶金工业、垃圾焚烧以及造纸等现代工业。人 们日常生活所用的塑料袋，p v c ( 聚氯乙烯) 软胶等物在燃烧不充分时便会释 放出二嗯英，以细微颗粒悬浮于空气中。大气环境中9 0 - - 嗯英来源于城市 及工矿业垃圾不充分的焚烧。含铅汽油、煤、经防腐处理过的木材、石油化 工类产品以及各种生产废弃物特别是医疗垃圾在燃烧温度低于4 0 0 。c 时较易 产生二嗯英。现代工业生产如聚氯乙烯塑料、造纸、氯气与农药生成以及冶 山东大学硕士学位论文 金工业等工业品加工过程中均会向环境中释放二曝英。二噫英亦会作为杂质 存在于一些农药产品中如五氯酚( 2 4 ) 。 城市生活以及工业垃圾焚烧过程中二嗯英的产生机制目前仍处于研究 中。初步认为主要有以下三种途径： 1 在对氯乙烯等含氯塑料用品的焚烧过程中，当焚烧炉炉膛温度低于8 0 0 c 时，以上产品将会燃烧不完全，其燃烧后将生成氯苯，该物质为二嗯英的 前体物质。 2 其他含氯有机物如纸张、木材、食物残渣等经过铜、钴等金属离子的催化 作用可不经氯苯生成二嗯英( 1 0 ) 。 3 含氯农药及其农业用制剂的生产，如除草剂、杀虫剂、木材防腐剂、多氯 联苯、落叶剂( 美军用于越战) 等产品的生产过程中均会以副产物的形式产 生二嗯英。 另外，辐射类机械仪器的零部件上长时间累积的灰尘中也会检测出溴化 二苯并二嗯英且含量较高( 平均每克灰尘中可检测出约4 1 斗g 溴化二苯并二 嗯英) 。 1 3 二嗯英类化合物的处理 1 3 1 物理化学法处理 二嗯英性质十分稳定，因此去除难度较大。常用的理化处理技术包括热处 理、光降解、超临界水解、化学催化剂脱氯等。 热处理即将二嗯英类废物加热至一定温度使其分解，一般需在静态空气 条件下，处理温度应达到4 0 0 c 以上，处理时间1h 以上。该法二嗯英去除效 率高( 可达9 9 以上) ，但能耗较大。 二嗯英能够吸收紫外光中的能量其使分子处于激发态，从而引起光解反 应，光降解的主要反应是还原脱氯，该反应为自由基反应。二噫英光降解产 物较为复杂，一般都是由高氯代二嗯英转化为低氯代二嗯英，一般不能将二 嗯英完全脱氯。因此，光降解目前还不能彻底解决二嗯英完全脱氯从而消除 2 山东大学硕上学位论文 其剧毒性的问题。 超临界水是指当水的蒸汽压和温度达到定值时，由于受高温而膨胀的水密 度和由于受高压而被压缩的水蒸气密度刚好处于相等状态的水。在该状态下，液 体水和气体水没有根本区别，完全交融在一起，形成一种高温高压的液体即为超 临界水。超临界水具有两个明显的特性，一是具有极强的氧化性力，二是部分水 溶性较差的有机物可与超临界水互溶。研究发现，二嗯英在超临界水中水溶解性 会明显提高，加之超临界水的强氧化性，二嗯英可在其中氧化分解。 化学催化目前常用的为k p e g 试剂法，k p e g 试剂由k o h 和聚乙烯醇反 应生成，该试剂可用于二噫英脱氯。在强极性的非质子溶剂如1 ，3 一二甲基2 咪唑酮中，二嗯英能够和强碱( 如n a o h 、k o h 等) 发生反应，使二嗯英脱除 其氯原子。 以上物理化学法处理二嗯英具有反应剧烈、处理时间短、处理效率高的 优点。但同时也存在处理设备复杂、试剂损耗量大及能耗高的缺点( 3 7 ) 。 1 3 2 微生物法降解二嗯英 生物降解即将复杂的有机化合物在生物作用下转变成为结构较为简单的 化合物或被完全分解的过程。 微生物作为环境中一大类生物群体，其在各类环境中的广泛存在性、底 物作用谱的多样性及在各类不同生长条件的适应性等特征决定了其在污染物 降解方面有着不可替代的优势。由于二嗯英毒性大、溶解性差且价格十分昂 贵，因此通常选择无氯原子取代的二苯并呋喃( d i b e n z o f u r a n ，d f ) 作为模式化 合物研究二嗯英的微生物降解，目前，已有多种d f 降解菌被相继报道( 4 ，7 ， 8 ，1 1 ，2 6 ，2 8 ，3l ，3 3 ) 。 2 研究现状 2 1 二苯并呋喃的微生物降解 2 1 1 降解菌株 山东大学硕士学位论文 国内外研究组已先后从土样、水样及活性污泥中筛选得到多种d f 降解 菌株，主要有地杆菌属( t e r r a b a c t e r ) ( 1 3 ，1 6 ，1 7 ) 、红球菌属( r h o d o c o c c u s ) ( 1 ， 8 ，l9 ) 、鞘氨醇单胞菌属( s p h i n g o m o n a s ) ( 9 ，1 2 ，1 8 ，3 2 ) 、假单胞菌属 ( p s e u d o m o n a s ) ( 7 ，2 3 ，2 9 ) 、j a n i b a c t e r ( 1 4 ，3 4 ) 及诺卡氏菌属( n o c a r d i o i d e s ) ( 2 0 ， 2 5 ) 等。其中连续报道较多的为地杆菌属( t e r r a b a c t e r ) 和红球菌属 ( r h o d o c o c c u s ) 。 2 1 2 降解途径 就目前报道来看，微生物降解d f 主要以好氧降解为主，不同菌株之间 的代谢途径存在着明显差异，但其对d f 最初的加氧反应却不尽相同。 微生物对d f 的第一步加氧反应主要有单加氧和双加氧两种类型，其中 双加氧又分为侧向双加氧和有角度双加氧两类，各自由不同的加氧酶催化完 成。单加氧即既底物( d f ) 和氧在d f 单加氧酶的催化作用下将一个氧原子结 合到d f 的某一位的碳原子上然后经一系列氧化还原反应以单羟基二苯并呋 喃为最终氧化产物( 图1 2 ) 。 一一 图1 2 二苯并呋喃起始单加氧代谢 f i g1 2t h em o n o x i d a t i o nm e t a b o l i cp a t h w a yo fd i b e n z o f u r a n 在d f 的代谢产物中，单加氧产物一般浓度较低且几乎从未检测到与之 相关的进一步的代谢产物，也就是说如果微生物存在该种催化模式，那么单 羟基二苯并呋喃会在细胞内不断累积，但检测到其浓度又很低，因此，该作 用方式不应成为d f 的主要代谢途径。 侧向双加氧是两个氧原子在d f 侧向双加氧酶的催化作用下结合到底物 d f 分子上，加氧位置为1 8 号碳中任意两个碳原子，一般以l 号位及2 号位 居多。在侧向双加氧酶的催化下，d f 经1 ，2 二羟基1 ，2 二氢二苯并呋喃后最 终生成1 ，2 二羟基二苯并呋喃( 图1 3 ) 。 4 山东大学硕士学位论文 h 1 2 ，- d i h y d r o x y d i b e n z o f u r a n 图1 3 二苯并呋喃起始侧向双加氧代谢 f i g1 3t h el a t e r a ld i o x i d a t i o nm e t a b o l i cp a t h w a yo fd i b e n z o f u r a n 侧向