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2018.07.25
Laccase(CueO)對大腸桿菌代謝TNT效能及降解產物毒性之影響
族群: 跨族群  
主題: 學術研究  
作者 包宇潔
學校系所 國立高雄師範大學 生物科技系
地點 全臺 全部  
研究內容

 三硝基甲苯(2, 4, 6-Trinitrotoluene,TNT),俗稱黃色炸藥,為軍事及工業上常大量運用火炸藥之一,會造成土壤與地下水的污染,研究顯示人與動物長期暴露於三硝基甲苯環境罹患貧血症和肝功能失常的機會增加亦證明對男性生殖功能有不良影響,世界衛生組織將TNT列為可能致癌物,會損壞造血系統及影響免疫系統。因此TNT污染場域的整治與復育一直以來是刻不容緩的重要環境議題。目前已有物理、化學、生物等技術處理方式應用於TNT污染的整治,其中以生物處理的復育方法進行環境污染整治時對環境的影響較為溫和。實驗室先前研究成果已知適當的生物刺激可實際運用於TNT汙染土的整治──篩選菌株透過添加胺基氮源之生物刺激方式可以達到高效能分解TNT的效果,再進一步探討經微生物降解的效能及產物,卻發現TNT雖能以高效能分解,其代謝產物(亦可能為中間代謝產物)所產生的毒性更高。探究微生物行有氧代謝TNT的可能反應途徑得判斷,極可能係因TNT降解後的產物多數在其苯環結構上帶有羥基(-OH)形成苯酚類化合物所致,因此本研究將探討該類有毒中間產物與Laccase參與代謝的影響。

漆氧化酶(laccase)是一種很早就發現於植物、真菌及微生物的含銅共同氧化酵素,該酵素在大腸桿菌中的直向同源基因稱為CueO。由於此酵素具備將苯環上羥基氧化的潛力,因此本研究利用大腸桿菌K12 MG1655菌株為模式生物,將 CueO基因剔除處理(knockout)或是以乳糖誘導大量表現(overexpression)後,以含100ppm TNT培養基於37°C進行六天培養,並以HPLC檢測其TNT降解效能,並同時以水蚤靜水式檢驗法測量代謝產物毒性,以探討大腸桿菌CueO在減緩TNT降解產物毒性的機制。初步結果顯示大腸桿菌在達到一定的TNT降解效果時,其代謝產物較初始培養劑量的TNT毒性高,但比較K12野生型和CueO基因剔除菌株的毒性後顯示,失去CueO基因後的菌株其TNT代謝產物毒性較野生型菌株的高,可證實CueO的確在去除TNT代謝產物毒性上扮演某種角色。未來研究將繼續以Laccase (CueO)為重點,進一步分析其在大腸桿菌進行TNT中間產物代謝的角色,並進一步探討CueO是否能在銅離子的共同作用下,產生更好的降解效果並降低降解產物之毒性。
中文關鍵字:三硝基甲苯降解、生物復育、漆氧化酶
相關網頁 https://ntu.primo.exlibrisgroup.com/permalink/886NTU_INST/f27f2j/alma991038624186704786