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睾丸酮丛毛单胞菌S44中单质硒纳米颗粒的形成与稳定机理和房间芽胞杆菌属一新种鉴定

睾丸酮丛毛单胞菌S44中单质硒纳米颗粒的形成与稳定机理和房间芽...

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作者：许定华中农业大学

学位级别：硕士

单质硒纳米颗粒(SeNPs)在医疗、环境修复以及材料科学中具有广泛应用。许多微生物可还原氧化态硒形成生物硒纳米颗粒(BioSeNPs)。与化学合成SeNPs相比,BioSeNPs更为廉价、环保、稳定和低毒。稳定性是限制纳米材料应用的重要因素,然而影... 详细信息

单质硒纳米颗粒(SeNPs)在医疗、环境修复以及材料科学中具有广泛应用。许多微生物可还原氧化态硒形成生物硒纳米颗粒(BioSeNPs)。与化学合成SeNPs相比,BioSeNPs更为廉价、环保、稳定和低毒。稳定性是限制纳米材料应用的重要因素,然而影响BioSeNPs形成和稳定的机制并不完全清楚,特别是胞内形成的BioSeNPs。本研究的主要目的是探究影响BioSeNPs形成和稳定的因素,以期指导人工合成稳定SeNPs并应用。细菌Comamonas testosteroni S44可还原亚硒酸盐并在胞内形成BioSeNPs。化学表征分析结果表明BioSeNPs在572 nm处有最大吸收峰,粒径大小主要分布在100-300 nm范围内,zeta电位值为-31.4±3 mV。通过透射电镜(TEM)可观察到在BioSeNPs表面覆盖有一层厚厚的有机质。红外光谱(FT-IR)分析表明BioSeNPs表面有机层包含了蛋白质、糖类以及脂类等物质,定量检测结果显示,1 g BioSeNPs表面结合了1069 mg蛋白质、23 mg糖类以及少量的脂类物质,表明蛋白质在BioSeNPs的形成和稳定过程中起着主要作用。SDS-PAGE和蛋白质组学结果显示超过800种蛋白质结合在BioSeNPs上,没有发现特定的装配蛋白对BioSeNPs进行组装。我们同时对BioSeNPs与胞内的高丰度蛋白进行了比较分析,发现主要是富含带电氨基酸残基(Asp、Glu、Arg和Lys)的蛋白质结合在BioSeNPs的表面,维持BioSeNPs的表面电荷,从而影响胞内BioSeNPs的形成与稳定。这项研究有利于我们在特定条件下,绿色可控合成稳定的SeNPs,并对硒纳米颗粒的表面修饰起到指导作用,以应用于医药、环境修复以及材料科学。另外,本研究还分离得到房间芽胞杆菌属(Domibacillus)的一株新菌XD80。与菌株XD80 16S rRNA序列相似性最高的菌株依次为Domibacillus iocasae CCTCC AB 2015183(98.66%),*** DSM 25058(97.83%),*** KCTC33549(97.70%)和*** CCTCC AB 2011121(97.21%),这些菌与菌株XD80的DNA-DNA杂交率依次为37.4%、53.8%、53.6%和52.7%,均低于70%。多相分类学结果表明菌株XD80为革兰氏阳性菌、严格好氧、有荚膜、具运动性的杆状菌株。其生长温度范围是4-42°C(最适生长温度28°C),生长pH范围是6.0-10.0(最适pH7.0),NaCl耐受范围为0-6.5%(最适浓度2.5%)。主要极性脂为双磷脂酰甘油(DPG)、磷脂酰甘油(PG)、氨磷脂(APL)和四种未知的磷脂;主要脂肪酸(>5%)为iso-C,anteiso-C,wllc-C,C,iso-C,anteiso-C;MK-6为其主要呼吸醌。肽聚糖构型为A1γ型(A1γ-meso-DAP),肽尾具有内消旋二氨基庚二酸;全细胞糖主要为葡萄糖和核糖。DNA的G+C含量为46.4 mol%。多相分类学结果表明菌株XD80为房间芽胞杆菌属的一个新种,命名为山洞房间芽胞杆菌(Domibacillus antri)XD80,菌株保藏编号为XD80(=CCTCC AB 2015053=KCTC 33636)。本研究丰富并完善了房间芽胞杆菌属的分类,为将来该菌株的运用奠定了基础。

关键词：硒纳米颗粒蛋白质组学带电氨基酸残基细菌多相分类学鉴定房间芽胞杆菌属

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