共培养Pycnoporus sanguineus-Phaneroc haete chrysosporium生物移除氟喹诺酮和磺胺甲恶唑抗生素

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水体环境中长期残留的氟喹诺酮类和磺胺类抗生素对公众健康具有潜在的危害。本文通过纯培养和共培养血红密孔菌(Pycnoporus sanguineus)和黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium),探究了它们移除环丙沙星(CIP)、诺氟沙星(NOR)、磺胺甲恶唑(SMX)及其复合抗生素的能力及其潜在的生物转化机制。主要的研究结果如下:1)在Kirk培养基条件下,纯培养P.chrysosporium和P.sanguineus移除CIP,NOR和SMX的效率高于它们用马铃薯葡萄糖为培养基时的移除抗生素效率。用Kirk培养基时P.sanguineus纯培养2 d能移除98.5%CIP,96.4%NOR,100%SMX和100%三者混合物,而P.chrysosporium在纯培养8 d仅移除64.5%CIP,73.2%NOR和63.3%SMX。共培养P.chrysosporium和P.sanguineus 8 d能完全移除CIP,NOR和SMX。2)在纯培养P.sanguineus时添加0.1064 g·L-1吐温80,混合抗生素中的CIP,NOR和SMX在24 h内就能被完全移除,而P.chrysosporium移除CIP,NOR和SMX混合物的效率显著降低,表明吐温80促进P.sanguineus移除抗生素混合物的速率。在共培养体系中添加吐温80促进移除混合抗生素中CIP和NOR的速率,但SMX的移除率不受影响。3)生物吸附在P.chrysosporium移除抗生素中起着重要作用,而纯培养和混合培养P.sanguineus移除抗生素的主要途径是生物转化。酶活和抑制剂结果表明漆酶和细胞色素P450体系可能参与CIP,NOR和SMX的生物转化,但锰过氧化物酶只能参与SMX的生物转化。在纯培养P.chrysosporium中CIP和NOR可能的转化途径有三种:脱氟或脱水,脱羧,哌嗪环氧化;但在纯培养和混合培养P.sanguineus中CIP和NOR的转化途径包括上述三种外,可能还包括N1位脱乙基化和脱甲基化。虽然共培养移除抗生素速率低于纯培养P.sanguineus,但共培养移除NOR和SMX后代谢物的生物毒性更低。上述研究不仅能高效地生物移除氟喹诺酮类和磺胺类抗生素,还提供了一个更环保的生物移除这些抗生素的策略。
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