利用富含脱卤单胞菌的微生物群进行传统及新型溴化阻燃剂生物转化过程中的竞争性抑制与代谢途径截断:化学与微生物学视角

《International Journal of Molecular Sciences》:Competitive Inhibition and Pathway Truncation During Biotransformation of Traditional and Novel Brominated Flame Retardants Using a Dehalogenimonas-Rich Consortium: Chemical and Microbiological Insights

【字体: 时间:2026年07月18日 来源:International Journal of Molecular Sciences 5.6

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   摘要

  

摘要

在厌氧环境中,传统的溴化阻燃剂与新型溴化阻燃剂(TBFRs和NBFRs)常常会共同存在,因此有必要全面了解它们在环境中的共同命运。本研究探讨了在单一暴露和共同暴露条件下,含有Dehalogenimonas的混合菌群(QY2-S1)对BDE 99(一种传统的芳香族TBFR)和β-TBCO(一种环脂族NBFR)的厌氧生物转化作用。在单一暴露系统中,QY2-S1能够高效地转化这两种物质,其一级动力学常数(kobs)分别为1.31 ± 0.09 d?1和2.35 ± 0.13 d?1。然而,在共同暴露系统中,这些kobs值下降了大约3到5倍,显示出明显的相互动力学抑制效应。值得注意的是,虽然QY2-S1对BDE 99仍保持独特的ortho位选择性,但在共同暴露条件下,BDE 99的逐步脱溴反应会在四溴代阶段终止。通过16S rRNA序列分析确定,Dehalogenimonas是唯一能以有机卤化物为能源的细菌,其数量起初会随着底物的转化而增加。不过,Dehalogenimonas的脱卤作用与其细胞生长之间存在密切关联,且其生物量大小顺序为:单独暴露于β-TBCO > 共同暴露 > 单独暴露于BDE 99。总体而言,这些结果表明,共同暴露条件下的相互动力学抑制以及BDE 99脱溴途径的终止,都是由于Dehalogenimonas的生长受到抑制且其对底物的偏好发生变化所导致的。这项研究为预测实际环境中共存溴化阻燃剂的生态风险以及制定相应的生物修复策略提供了重要依据。
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