微生物对常见污染物的降解与转化 ◆生物大分子的降解 ·糖类：以纤维素和淀粉的分解为例， 见图5-4,5-5 。 脂肪 ·蛋白质 脂肪+H,0 脂肪酶 ,甘油+高级脂肪酸 蛋白质蛋白酶肽 肽酶→氨基酸
微生物对常见污染物的降解与转化 生物大分子的降解 • 糖类：以纤维素和淀粉的分解为例， 见图5－4，5－5 • 脂肪 • 蛋白质 脂肪＋H2O 脂肪酶 甘油＋高级脂肪酸 蛋白质 肽 氨基酸 蛋白酶 肽酶
需氧微生物 C02、H20 胞内酶 +H20 纤维素 纤维二糖 葡萄糖 纤维素酶 纤维素酶 厌氧微生物 丁酸、 胞内酶 CO、H等 图5-4纤维素分解途径示意图 需氧微生物 胞内酶 CO2、H20 微生物 淀粉 葡萄糖 淀粉酶 厌氧微生物 C02、 H2、有机酸等 胞内酶 图5-5淀粉分解途径示意图
丁酸、CO2、H2等 CO2、H2、有机酸等 淀粉 葡萄糖 需氧微生物 胞内酶 厌氧微生物 胞内酶 微生物 淀粉酶 CO2、H2O 图5－5 淀粉分解途径示意图 纤维素 葡萄糖 需氧微生物 胞内酶 厌氧微生物 胞内酶 ＋ H2O 纤维素酶 CO2、H2O 图5－4 纤维素分解途径示意图 纤维二糖 ＋ H2O 纤维素酶
◆ 烃类 ◆】 石油类 ◆人工合成有机物 ·农药 ·合成洗涤剂 增塑剂 多氯联苯
烃类 石油类 人工合成有机物 • 农药 • 合成洗涤剂 • 增塑剂 • 多氯联苯
危险性化合物 ◆危险性化合物(Hazardous Chemicals)的概念 。 微生物具有降解自然界产生的有机化合物的代谢机制，从而 促使地球有机碳平衡，而在自然界具有新颖结构的合成化合 物（异型生物质，又称非生物性物质，xenobiotics)往往对微 生物的降解表现出抗逆性，其原因可能是这些化合物进入自 然界的时间比较短，微生物界还未进化出降解此类难降解化 合物的代谢机制。这些化合物大多数对环境具有毒害作用， 故称之危险性化合物。 ◆危险性化合物来源 ·人工合成的农药、杀虫剂、除草剂、防腐剂、溶剂、增塑剂 等
危险性化合物 危险性化合物（Hazardous Chemicals）的概念 • 微生物具有降解自然界产生的有机化合物的代谢机制，从而 促使地球有机碳平衡，而在自然界具有新颖结构的合成化合 物（异型生物质，又称非生物性物质，xenobiotics）往往对微 生物的降解表现出抗逆性，其原因可能是这些化合物进入自 然界的时间比较短，微生物界还未进化出降解此类难降解化 合物的代谢机制。这些化合物大多数对环境具有毒害作用， 故称之危险性化合物。 危险性化合物来源 • 人工合成的农药、杀虫剂、除草剂、防腐剂、溶剂、增塑剂 等
◆危险性化合物的降解特点和研究 。 尽管其在自然界可能会有部分缓慢降解，微生物有可能通过 多种途径来改变自身的结构信息以获得对这类化合物的降解 能力，但这需要一个漫长的过程来实现，依靠微生物的自然 进化过程远不能满足要求，而且长此以往将会造成生态系统 的失衡。因此，研究一些可以使微生物群体在较短时间内获 得最大的降解该物质能力的方法显得愈加重要和迫切。 近年来科学工作者做了大量工作，包括：通过长时间的驯化 来得到具有一定降解能力的微生物群体；通过基因工程手段 来改造微生物使其具有特定的降解能力： 此外在对危险性化合物的降解研究中发现，混合培养比纯培 养具有潜在的优势，彻底矿化往往需要一个或一个以上的营 养菌群（如发酵一水解菌群、产硫菌群、产乙酸菌群、产甲 烷菌群等)通过多步反应将有毒化合物转化为矿化最终产物。 研究人员依据不同的代谢作用至少可以将微生物群落中的微 生物分为7种类型：①提供特殊营养物：②去除生长抑制产物： ③改善单个微生物的基本生长参数；④对底物协调攻击：⑤ 共代谢：⑥氢（电子）转移；⑦提供一种以上初级底物利用
危险性化合物的降解特点和研究 • 尽管其在自然界可能会有部分缓慢降解，微生物有可能通过 多种途径来改变自身的结构信息以获得对这类化合物的降解 能力，但这需要一个漫长的过程来实现，依靠微生物的自然 进化过程远不能满足要求，而且长此以往将会造成生态系统 的失衡。因此，研究一些可以使微生物群体在较短时间内获 得最大的降解该物质能力的方法显得愈加重要和迫切。 • 近年来科学工作者做了大量工作，包括：通过长时间的驯化 来得到具有一定降解能力的微生物群体；通过基因工程手段 来改造微生物使其具有特定的降解能力； • 此外在对危险性化合物的降解研究中发现，混合培养比纯培 养具有潜在的优势，彻底矿化往往需要一个或一个以上的营 养菌群（如发酵－水解菌群、产硫菌群、产乙酸菌群、产甲 烷菌群等）通过多步反应将有毒化合物转化为矿化最终产物。 • 研究人员依据不同的代谢作用至少可以将微生物群落中的微 生物分为7种类型：①提供特殊营养物；②去除生长抑制产物； ③改善单个微生物的基本生长参数；④对底物协调攻击；⑤ 共代谢；⑥氢（电子）转移；⑦提供一种以上初级底物利用 者