大肠杆菌IscA膜表面表达菌株在吸附水体重金属中的应用

论文摘要

为构建一种能够高效、同时吸附水中多种重金属离子的大肠杆菌,利用融合蛋白表达技术,首先将大肠杆菌前脂蛋白信号肽Lpp、膜蛋白OmpA的N端部分氨基酸和铁硫簇组装蛋白IscA的编码基因序列进行融合,构建pET-Lpp-OmpA-IscA表达载体,将此载体导入大肠杆菌BL21菌株.在IPTG诱导下,IscA蛋白可表达于细胞膜表面.然后对IscA膜表面表达菌株对重金属的吸附能力进行评估,包括测定最大吸附容量、绘制吸附浓度依赖曲线和时间依赖曲线,以及对菌株清除工业污水中重金属的性能进行初步探索.研究结果表明,与本底对照菌株相比,IscA蛋白在细胞膜表面表达能够使菌株对水中的Cu2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+、As3+、Co2+、Hg2+这7种重金属的吸附能力提高2～5倍不等,并且在pH为6～8范围内保持其吸附能力基本不变.此菌株能够在30 min内将各种重金属溶液中超标5倍的金属含量降低至最大允许排放浓度以下,并且对吸附的重金属具有不同程度的回收能力和菌株再生能力.此外,该菌株能够同时吸附工业污水中的多种重金属,有效降低各种重金属含量.因此,利用膜表面表达技术对大肠杆菌进行改造,成功提高了大肠杆菌对多种重金属的吸附能力,为利用微生物治理环境重金属污染提供了良好的应用前景.

论文目录

• 1 引言 （Introduction）
• 2 材料与方法 （Material and methods）
•   2.1 材料
•     2.1.1 菌株
•     2.1.2 质粒
•     2.1.3 M9培养基
•     2.1.4 主要试剂
•   2.2 方法
•     2.2.1 大肠杆菌IscA膜表面表达载体和胞内表达载体的构建
•     2.2.2 大肠杆菌IscA在细菌膜表面的诱导表达和胰蛋白酶酶解实验鉴定
•     2.2.3 IscA膜表达菌株对重金属吸附能力的浓度依赖实验
•     2.2.4 IscA膜表达菌株清除溶液中重金属离子的时间依赖实验
•     2.2.5 酸碱度pH对IscA膜表达菌株的重金属离子吸附能力的影响实验
•     2.2.6 IscA膜表达菌株的重金属回收和再生实验
•     2.2.7 IscA膜表达菌株清除工业污水中重金属的实际应用实验
• 3 结果与分析 （Results and analysis）
•   3.1 大肠杆菌IscA膜表面表达载体的构建
•   3.2 大肠杆菌IscA在细菌膜表面的诱导表达和胰蛋白酶酶解实验鉴定
•   3.3 IscA膜表达菌株对重金属吸附能力的浓度依赖实验
•   3.4 IscA膜表达菌株清除溶液中重金属离子的时间依赖实验
•   3.5 酸碱度pH对IscA膜表达菌株的重金属离子吸附能力的影响
•   3.6 IscA膜表达菌株的金属回收能力和菌株再生情况
•   3.7 IscA膜表达菌株清除工业污水中重金属的实际应用实验
• 4 结论 （Conclusions）

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 姜风英,程荣,周晓峰,章晨璐,王伍,林虹,吕建新

关键词: 大肠杆菌,生物吸附,重金属,膜表面表达

来源: 环境科学学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学

专业: 生物学,环境科学与资源利用

单位: 温州医科大学检验医学院生命科学学院浙江省模式生物技术与应用重点实验室,温州医科大学公共卫生与管理学院

基金: 国家高技术研究发展计划(863计划)(No.2014AA06A514),温州市科技计划项目(No.S20170016),浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划)(No.2018R413180)

分类号: X172;X703

DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2019.0158

页码: 2125-2133

总页数: 9

文件大小: 1264K

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