微生物代谢 微生物砷代谢机制的研究进展.doc

微生物代谢 微生物砷代谢机制的研究进展 第6期杨婧等：微生物砷代谢机制的研究进展 765 后，能够将培养基中的无机砷转化为DMA、TMA以及三甲基胂氧化物（TMAO）.不同形态的砷对DMA（Ⅲ）gt;MMA（Ⅲ）gt;As生物体的毒性顺序为： （Ⅲ）gt;As（Ⅴ）gt;DMA（Ⅴ）gt;MMA（Ⅴ）gt;TMAO（Akteretal.,2005）.由于砷的微生物甲基化作用的主要产物为DMA（Ⅴ）和TMAO，前者毒性小于无机砷，而后者具有挥发性，可以将砷带离污染的土壤或水体，虽然这一过程的中间产物MMA（Ⅲ）（Ⅲ）毒性大于As（Ⅲ），然而其在细胞内存和DMA 在的时间极短（Qinetal.,2006），因此微生物对砷的甲基化作用不仅被认为是生物体去除砷毒的适应性过程（TamakiandFrankenberger,1992），还被认为是理想的砷污染的生物修复途径（Yamanakaetal.,1989;1997;Yamauchietal.,1990;MooreandKukuk,2002;Massetal.,2001）.33.1 微生物对砷的氧化作用 化能自养型砷氧化微生物（CAOs） 化能自养型砷氧化微生物（CAOs）在好氧条件下，能够以氧气作为电子受体氧化As（Ⅲ），并利用这一过程产生的能量同化CO2、产生细胞内物质,从而实现细胞的生长；而在厌氧环境中，则由硝酸根代替O2作为电子受体（OremlandandStolz,2003）.最近，又有研究在砷污染的水体、土壤、底泥和金矿等环境中分离得到新的好氧CAOs（Bruneeletal.,2003;SantiniandVandenHoven,2004;Garcia-Dominguezetal.,2008;Rhineetal.,2006;2008;Valenzuelaetal.,2009）.这类微生物通常具有多种代谢方式，它们也可以在好氧或厌氧的条件下代谢有机物进行生长，然而并不能同时将As（Ⅲ）氧化（Rhineetal.,2006;Hoeftetal.,.2007） 最早纯化得到的厌氧自养砷氧化菌种为StrainMLHE-1，它可以氧化As（Ⅲ）获得能量供细胞生 -Oremlandetal.,2002）.Rhine等长同时还原NO3（ 砷氧化微生物的砷氧化酶，它是由一个大亚基AroA（89kD）和一个小亚基AroB（14kD）构成的α2β2型异四聚体结构，其编码基因分别被命名为aroB/aroA.16srRNA基因和aroA基因的系统发育分析结果表明，CAOs中的砷氧化酶的编码基因（aroB/aroA）与HAOs中的砷氧化酶的编码基因具有很高的同源性（SantiniandVandenHoven,2004;Rhineetal.,2007）.3.2 异养型砷氧化微生物（HAOs） 异养型砷氧化微生物（HAOs）同样也能够氧化As（Ⅲ）,但是它们需要有机物质作为能量与