第八届青年地学论坛

       双酚A（BPA）制品被广泛用于人类生活，包含热敏纸、汽车部件、罐头涂层等，其通常含有大量的重金属。环境中发生的聚合物水解等反应可能使得BPA单体及重金属离子从原物质迁移至周围的环境中，造成BPA与重金属的复合污染，这对生态环境和人类的生存构成巨大的威胁。细菌对自然界中BPA衰减占据主导作用，同时对重金属具有耐受性，但重金属对微生物修复BPA污染的影响机制并不清晰，因此，本研究结合生物、化学、分子生物学等技术手段进行了相关探究。
       结果表明，分离得到的BPA降解菌Aeromonas sp. Z-H9使用适当浓度的 Luria-Bertani（LB）或苯酚作为碳源进行共代谢会显著提高对BPA的降解，并在250 mg/L苯酚时达到降解最大值；不同浓度的Cu²⁺和Cd²⁺对菌株Z-H9的生长产生抑制，却明显促进BPA降解，且Cd²⁺优于Cu²⁺最高为49.62%；经高分辨质谱分析得到BPA的降解产物共7种，降解路径包含主降解路径ipso取代和存在产物积累的氧化骨架重排；使用实时荧光定量PCR分析菌株Z-H9的基因表达情况发现，其BPA降解酶可能为羟化酶UbiH和多铜氧化酶CueO。同时，本研究构建了BPA降解酶—细胞色素P450（CYP450）单加氧酶工程菌株，纯化得到CYP450单加氧酶。研究发现，含CYP450和铁氧还蛋白（FdX）的E. coli工程菌经氧化骨架重排路径在18 h内完成5-100 mg/L BPA的完全降解，且具备对双酚B、双酚F和双酚Z的高效降解能力；重金属对E. coli工程菌的生长和BPA降解具有抑制作用，Cd²⁺和较高浓度Cu²⁺具有显著影响，Cu²⁺可能对CYP450进行结合或氧化，Cd²⁺可能在低浓度抑制CYP450表达，高浓度破坏菌体；对BPA具有降解作用的CYP450单加氧酶体系由CYP450、FdX和FdR组成，以NADPH为电子供体在30 ℃ pH=9时具有BPA最优降解效果。
        综上，本研究对BPA降解菌Z-H9和CYP450工程菌、作用酶进行了一系列探究，以期对BPA与重金属复合污染的环境修复提供新的参考和实验依据。