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白腐真菌对双酚F的降解研究

白腐真菌；双酚F；木质素降解酶；细胞色素P450；转录组

双酚A（BPA）是世界上工业使用量最大的化合物之一，因其对生物体具有内分泌干扰作用，许多国家和国际组织已对BPA的生产和使用进行监管和限制。双酚F（BPF）作为最常用的“BPA替代品”，被广泛应用于工业生产。但是近年来，BPF也被证明具有和BPA相似的内分泌干扰活性，经工业活动释放到环境介质中造成BPF污染。微生物修复是去除环境中持久性有机污染物的一种重要手段，其中，白腐真菌因其对有机物的降解广谱性和高效性受到广泛关注。目前白腐真菌降解BPF的研究主要集中在白腐真菌发酵以及分泌的漆酶对BPF的降解，而对白腐真菌直接生物降解BPF及其降解功能基因的研究甚少。本实验选取具备高木质素降解性能的白腐真菌Phanerochaete sordida YK-624作为降解菌株，研究在不同降解条件下，BPF的降解能力，并通过对降解产物的鉴定及利用转录组数据进一步揭示P. sordida YK-624对BPF的降解机制。木质素降解条件下（pH=4.5、培养温度30 ℃、初始浓度0.1 mM），降解培养4天后，BPF降解率为99.24%；非木质素降解条件下（自然pH=5、培养温度30 ℃、初始浓度0.1 mM），7天后降解率达100%。通过细胞色素P450影响实验和比较转录组学的分析发现，在木质素降解条件下，木质素降解酶木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和细胞色素P450参与了BPF的降解过程；在非木质素降解过程中，细胞色素P450在BPF降解过程中发挥了重要作用。在非木质素降解条件下，鉴定了P. sordida YK-624对BPF的两种降解产物4,4’-二羟基二苯甲酮（DHBP）和4-羟基苯基-4-羟基苯甲酸酯（HPHB）。进一步对BPF进行的生物转化定量实验及代谢产物的降解研究发现，BPF首先转化成DHBP，随后转化成HPHB，并且P. sordida YK-624对HPHB也有很强的降解能力。这一降解过程依赖于细胞色素P450的氧化作用。毒理实验显示，BPF及其代谢物的内分泌干扰活性顺序为HPHB>BPF>DHBP。这一研究为双酚类化合物的生物修复提供了理论基础，具有实际应用价值。