重金属污染评估与多重耐药奇异变形杆菌的生物修复潜力研究——以印度金奈Buckingham运河为例

来自金奈的研究人员针对Buckingham运河的重金属污染问题，通过分析水体和沉积物样本的理化特性及微生物群落，筛选出耐受Pb(2100 ppm)、Zn/Mn/Cr(1900 ppm)和Cu(1300 ppm)的多重耐药奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)BCSS04。该菌株携带pbrA基因，对Zn/Pb的生物吸附率分别达4.21 mg/g和4.23 mg/g，SEM-FTIR证实其金属应激适应性，分子对接显示Zn与金属硫蛋白SmtA结合能达-9.8 kcal/mol，为重金属污染修复提供新型生物材料。

　　

这项研究对印度金奈Buckingham运河的水体和沉积物展开多维度解析，发现重金属污染呈现锌(Zn)>锰(Mn)>铅(Pb)>铜(Cu)>铬(Cr)的分布特征。在25株分离菌株中，编号BCSS04的菌株展现出惊人的金属耐受性——对铅(Pb)的耐受阈值突破2100 ppm，对锌(Zn)、锰(Mn)和铬(Cr)的耐受均达1900 ppm，经16S rRNA基因测序鉴定为奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)，其基因序列已存入GenBank(登录号：PP980976.1)。

分子检测揭示该菌携带铅抗性关键基因pbrA，抗生素药敏试验却暴露其多重耐药(MDR)特性，暗示金属抗性与抗生素抗性可能存在协同进化。在金属胁迫下的生长曲线显示，锰(Mn)和铅(Pb)环境下的菌体密度最高，分别达到0.996和0.984(OD₆₀₀)。生物吸附实验数据亮眼：当重金属浓度100 ppm时，对铅(Pb)和锌(Zn)的吸附量分别飙升至4.23 mg/g和4.21 mg/g，生物富集率更是达到锌(69.67%)和铅(67.11%)的峰值。

扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)捕捉到菌体在金属应激下的形态变异与官能团改变。分子对接实验发现，锌(Zn)与金属硫蛋白SmtA的相互作用最为强烈，结合能低至-9.8 kcal/mol，涉及酪氨酸(TYR A:18)、组氨酸(HIS A:119)等8个活性位点的协同作用。这些发现为利用环境微生物修复重金属污染提供了从基因到蛋白水平的完整证据链。