浅谈砷氧化菌的研究进展
砷的致癌性研究进展
砷的致癌性研究进展郭宏宇;李存保;夏雅娟【摘要】有关砷中毒的远期致癌效应,一直是各国政府及学者们广泛关注的问题.本文就砷的致癌机制研究中的一些热点问题做一综述,为深入研究砷的致癌机理和砷中毒防治工作提供相关信息.【期刊名称】《内蒙古医学杂志》【年(卷),期】2010(042)005【总页数】3页(P578-580)【关键词】砷;致癌性【作者】郭宏宇;李存保;夏雅娟【作者单位】内蒙古医学院,内蒙古,呼和浩特010110;内蒙古医学院,内蒙古,呼和浩特010110;内蒙古医学院,内蒙古,呼和浩特010110【正文语种】中文【中图分类】R994.6砷是一种具有类金属特性的元素,广泛分布于自然界,主要以铜、锌和铁的砷化物、硫化砷或氧化砷的形式存在。
大量流行病学研究和临床观察证明:人类长期暴露于无机砷及其化合物可以引起皮肤和内脏组织的肿瘤发病率增高。
目前已被世界卫生组织(WHO)确认为人类致癌物,有关砷及其化合物的致癌机制存在多种假说。
本文就当前研究的主要方面综述如下。
1 砷与基因异常表达癌基因的激活与抑癌基因的失活参与人类肿瘤的形成和发展,地方性砷中毒患者往往存在原癌基因或抑癌基因表达异常的现象。
张爱华[1]等对燃煤型砷中毒患者病损皮肤组织切片中 p53mt、p16、p21WAFI1/CIPI、CyclinD1 基因蛋白的表达情况进行研究,结果提示,p53mt、CyclinD1、p21WAF/CIPI的表达强度和密度随患者皮肤病变程度的加重而逐渐加强,p16则呈相反变化。
p53和p16作为抑癌基因,二者对细胞生长周期的负调控作用减少,而CyclinD 1蛋白则持续强表达,导致p16、Cy-clinDl与CDK4之间的平衡结合被打破,细胞正常生长周期发生紊乱,同时,p21WAFI/CIPI蛋白异常表达,使细胞生长脱离正常细胞周期,发生异常分化,最终导致肿瘤形成。
另有研究[2]发现,在燃煤型砷中毒患者皮损中,p16蛋白的表达随病损的加剧而减低,并与临床分级和病理分型显著相关;视网膜母细胞瘤蛋白(Rb)的阳性表达率与临床分级相关;p16蛋白的阳性表达率与Rb蛋白呈负相关。
耐高浓度As(Ⅲ)菌株的16S rDNA鉴定及对其As(Ⅲ)氧化酶性质的研究
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对 该 菌 亚 砷 酸盐 氧 化 酶 的 酶 学 性 质 初 步 研 究 表 明 ， 氧化 酶 的 最适 宜 作 用 温 度 为 ３ ℃ ， 适 宜 ｐ 该 Ｏ 最 Ｈ为 ６０ 且 为 亚 砷 酸 盐 诱 ．， 导型酶。 关 键 词 １ＳｒＮ ６ Ａ鉴 定 Ｄ 亚砷酸盐 亚砷 酸 盐 氧化 酶
《SRB与DFeRB对砷形态转化的影响机制研究》范文
《SRB与DFeRB对砷形态转化的影响机制研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，砷污染问题日益严重，对环境和人类健康构成了严重威胁。
砷在自然环境和工业废水中的形态多样，不同形态的砷具有不同的生物活性和毒性。
因此，研究砷的形态转化机制对于了解其环境行为、生物地球化学过程以及降低其环境风险具有重要意义。
本文将重点探讨硫酸盐还原菌（SRB）和二价铁还原酶（DFeRB）对砷形态转化的影响机制。
二、SRB与DFeRB概述SRB是一种能够在厌氧条件下利用硫酸盐作为电子受体的细菌。
DFeRB则是一种能够将Fe(III)还原为Fe(II)的酶。
这两种生物过程在自然环境和工业废水处理中均具有重要作用。
它们通过改变环境中的氧化还原条件，影响砷的形态转化。
三、SRB对砷形态转化的影响机制SRB通过硫酸盐还原作用，将硫酸盐还原为硫化物，同时为其他微生物提供电子和能量。
在还原过程中，环境中的氧化还原条件发生改变，从而影响砷的形态转化。
SRB作用下，砷可能从较稳定的形态转化为更易被生物体吸收的形态。
具体来说，砷可能通过与硫化物结合形成难溶性的砷硫化物，从而降低其环境中的流动性。
同时，硫化物还能通过吸附或共沉淀作用，使砷从溶解态转化为颗粒态或固态，降低其生物可利用性。
四、DFeRB对砷形态转化的影响机制DFeRB通过还原Fe(III)为Fe(II)，改变环境中的氧化还原条件。
在还原过程中，DFeRB可能通过与砷的络合作用，改变其存在形态。
具体来说，Fe(II)可能通过与砷形成稳定的络合物，如FeAsO2或FeAsO3等，从而影响砷的迁移性和生物可利用性。
此外，Fe(II)还可以通过吸附或共沉淀作用与砷结合，形成更稳定的化合物，降低砷的环境风险。
五、研究方法本研究采用实验室模拟实验和野外实地观测相结合的方法。
首先，通过实验室模拟实验，探究SRB和DFeRB对砷形态转化的影响机制。
实验中设置不同浓度的SRB和DFeRB以及不同浓度的砷溶液，观察其形态变化。
砷的微生物转化及其在环境与医学应用中的研究进展
砷的微生物转化及其在环境与医学应用中的研究进展张旭;于秀敏;谢亲建;李红玉【摘要】砷广泛分布于自然界中,近年来砷污染及砷中毒事件在全球范围内的频繁发生,严重威胁着全球上千万人口的健康.砷的迁移与转化等地球化学行为的研究对探明环境中砷的来源以及砷污染整治的方法至关重要.越来越多的研究表明,自然界中的微生物广泛参与了砷的地球化学循环,在砷的迁移与转化过程中起到关键作用.综述了近年来砷的微生物转化及其相关酶类与编码基因等的研究进展,同时结合作者的工作分析与展望了砷的微生物转化在环境与医学中的应用前景.【期刊名称】《微生物学报》【年(卷),期】2008(048)003【总页数】5页(P408-412)【关键词】砷;微生物转化;应用【作者】张旭;于秀敏;谢亲建;李红玉【作者单位】干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州,730000;干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州,730000;干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州,730000;干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】基础科学微生物学报ActaMicrobiologicaSinica48(3): 408~412;4 March2008ISSN0001-6209;CN11-1995/Q砷的微生物转化及其在环境与医学应用中的研究进展、张旭，于秀敏，（干旱与草地生态教育部重点实验室，谢亲建，李红玉+兰州大学生命科学学院，兰州 730000)摘要：砷广泛分布于自然界中，近年来砷污染及砷中毒事件在全球范围内的频繁发生，严重威胁着全球上千万人口的健康。
砷的迁移与转化等地球化学行为的研究对探明环境中砷的来源以及砷污染整治的方法至关重要。
越来越多的研究表明，自然界中的微生物广泛参与了砷的地球化学循环，在砷的迁移与转化过程中起到关键作用。
综述了近年来砷的微生物转化及其相关酶类与编码基因等的研究进展，同时结合作者的工作分析与展望了砷的微生物转化在环境与医学中的应用前景。
氨氧化古细菌(AOA)的研究进展
氨氧化古细菌（AOA）的研究进展摘要一直以来，氨氧化细菌（AOB）是硝化反应中负责将NH4+ 转化成为NO2- 的一类无机自养微生物。
近几年来国外一些学者于海洋中发现氨氧化古细菌（AOA）存在，它们同样广泛存在于土壤、自然水体、污水处理厂、垃圾渗滤液等产生硝化反应的环境中，负责将氨转化为亚硝酸盐。
甚至在某些生态环境中，AOA 占主导地位。
概述了国外对不同环境下氨氧化古细菌种群多样性的差异，以及各类环境中共有的氨氧化古细菌种类。
最后，对今后氨氧化菌深入研究的方向及其功能作了进一步的展望。
[关键字]：氨氧化古细菌系统发育生态分布Advances on Ecological Research of AmmoniaoxidizingAbstract：For long times, ammonia oxidation by ammonia-oxidizing bacteria （AOB）is the key process in thenitration reaction. These ammonia-oxidizing bacteria are a kind of inorganic autotrophic microorganism who have theresponsibility of transferring NH4+ to NO2-. But in these several years, some foreign researchers found ammonia-oxidizingarchaea （AOA）who exist in the marine. They are generally in the environment which contains nitration reaction,such as soils, fresh water, wastewater treatment systems. soils and even wastewater treatment. AOA have thesame function as AOB, and in some certain habit, the AOA are the predominant oxidizer. We also summarize thediversity difference between the AOA in various environments. Here we describe our perspectives for the future researchof AOA in applied ecology and environmental protection．Keywords：Ammonia-oxidizing archaea; Phylogeny; Ecological distribution1 氨氧化古细菌在生态环境中的分布1.1 AOA 的发现氨氧化细菌（AOB）在泥土、淡水、海水层、河口以及沉积物等各种生态环境中已经得到了广泛关注，并在海洋的上层和深海层中的生物地球化学循环中起到了关键作用。
国外对砷的研究报告_概述及报告范文
国外对砷的研究报告概述及报告范文1. 引言1.1 概述在过去的几十年里，砷作为一种严重污染物质引起了全球范围内的广泛关注。
砷是地壳中普遍存在的元素之一，但由于人类活动的影响，例如工业排放、农药和化肥使用等，导致砷污染成为目前面临的一项严重环境问题。
随着对砷相关风险的认识不断提升，国外各地区展开了大量针对砷的深入研究。
这些研究涉及到砷的背景和特性、砷来源和传播途径、砷污染风险评估与管理措施、检测方法与仪器设备、去除技术与处理方法以及毒性影响评估等方面。
通过总结国外对砷的研究成果，并借鉴其经验和启示，能够为中国及其他国家开展相关研究提供指导。
1.2 文章结构本文将分为五个章节进行详细论述。
首先在引言部分进行概述，包括背景介绍、现实问题和文章目标。
接下来，在第二部分中，我们将具体介绍国外对砷的研究概况，包括砷的背景和特性、污染源及传播途径以及风险评估与管理措施。
第三部分将重点介绍国外的研究方法和技术，包括砷检测方法与仪器设备、砷去除技术与处理方法以及毒性影响评估方法。
在第四部分，我们将详细阐述国外近年来的研究进展和成果，包括实验室及团队的成果概述、重点研究领域和突破以及成功案例和经验总结。
最后，在第五部分中，我们将对国外的研究报告进行总结和分析，并提出相关问题和挑战。
同时，展望未来国外对砷的研究发展方向，并探讨其对中国及其他国家开展相关研究的借鉴和启示。
1.3 目的本文旨在通过对国外对砷的深入研究进行概述，并总结其成果和经验，为我国及其他国家开展相关研究提供参考和指导。
通过了解国外在检测方法、治理技术和风险评估等方面的最新进展，我们可以借鉴其经验来提高对砷污染问题的认识，并开展有效的防治措施。
同时，通过展望未来国外研究的发展方向，我们可以了解到全球砷污染管理领域可能出现的新问题和挑战，为相关政策制定者提供参考依据。
2. 国外对砷的研究报告概述2.1 砷的背景和特性砷是一种常见的地壳元素，可以以多种形态存在。
高砷难处理金精矿细菌氧化
高砷难处理金精矿细菌氧化−氰化提金通过在高砷金精矿中配入不同比例的低砷碳酸盐型金精矿，使其所含硫、砷及铁等主要矿物成分含量发生变化，研究给矿中铁砷摩尔比对难处理高砷金精矿细菌氧化−氰化浸出效果的影响。
结果表明：含砷金精矿中铁砷摩尔比直接影响细菌预氧化的效果，同时也影响细菌的活性和溶液中铁砷摩尔比的变化，给矿中铁砷摩尔比越高，溶液中的铁砷摩尔比也越高，且随着给矿中铁砷摩尔比的增加，溶液中铁砷摩尔比的变化幅度加大，给矿中铁砷摩尔比介于4.6~5.2之间，有利于细菌预氧化和氰化浸出，铁、砷氧化率分别由6.14%和7.38%提高到89.90%和93.60%，金、银浸出率分别由64.18%和35.93%提高到97.78%和88.83%，较好地改善细菌氧化效果，稳定和优化细菌预氧化过程。
随着易处理黄金资源的日渐枯竭，难处理含金矿石成重要的可用资源，其处理技术也成为我国黄金生产发展的瓶颈。
大多数矿石之所以难处理是因为金呈细粒或微细粒被包裹在硫化物中，在氰化过程中不能与氰化物接触。
高砷金矿是公认的难处理矿石，其中金绝大部分包裹在黄铁矿和毒砂中，难以与氰化物直接接触, 直接氰化的回收率低。
在我国，难选冶含砷金矿占相当大的比例，砷为氰化浸金的主要干扰元素之一，金矿石中砷的原生矿物是毒砂，而大多难浸金精矿中的主要砷矿物也是毒砂。
这类金精矿采用机械磨矿等普通方法很难使金颗粒解离，因此，在浸金前必须进行预处理，目前预处理的方法主要有培烧、加压氧化和细菌氧化3大技术。
细菌氧化预处理技术因具有成本低、能耗小、污染少且设备简单易于操作等特点而更具有竞争力，越来越受到人们的关注。
生物提金工艺利用氧化亚铁硫杆菌，氧化黄铁矿和毒砂等金属矿物，使被矿物包裹的金颗粒裸露，能充分与浸金溶剂接触而有利于浸出，可使金的回收率大幅提高，但影响生物提金的因素很多，归结起来主要有3类：生物因素、矿物因素和工艺因素[8]。
在矿物因素中，矿物含砷量的大小直接影响细菌氧化的效果(目前金精矿含砷的高低并没有统一划分标准，本文作者结合国内外主要金精矿的细菌氧化处理厂生产实际，界定含砷量在8%以上的为高砷金精矿)，对于含砷量高的原料，细菌氧化也有其局限性，因此，有关际，界定含砷量在8%以上的为高砷金精矿)，对于含砷量高的原料，细菌氧化也有其局限性，因此，有关学者针对高砷金精矿的细菌氧化−氰化提金开展大量的研究工作，包括浸矿机理、菌种筛选驯化、核心反应器及工艺条件等方面。
微生物砷还原机制的研究进展
微生物砷还原机制的研究进展陈倩;苏建强;叶军;朱永官【摘要】砷是一种剧毒物质,环境中的砷对人体健康存在潜在威胁,因此长期以来备受关注.微生物的各种代谢过程对砷在环境中的归趋起着重要作用,其中砷还原微生物能将吸附于固体矿物中的As(Ⅴ)还原为可溶性强的As(Ⅲ),使砷进入液相,从而加剧了地下水等饮用水源的砷污染.论文主要介绍了两种微生物砷还原机制(异化砷还原和细胞质砷还原)在作用机理、蛋白质结构和表达调控等方面的研究进展,旨在为更深入理解微生物介导砷的生物地球化学循环以及砷污染的微生物修复技术提供参考.【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2011(006)003【总页数】9页(P225-233)【关键词】砷还原;微生物;异化砷还原;细胞质砷还原【作者】陈倩;苏建强;叶军;朱永官【作者单位】中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021;中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021;中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021;中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021【正文语种】中文【中图分类】X171.5砷是自然界中普遍存在的有毒类金属。
1993年世界卫生组织将饮用水中的砷标准由原来的50 μg·L-1降为10μg·L-1。
2006年美国环保局将其列为第一位饮用水污染物[1-2]。
我国从 2007年 7月开始也以10μg·L-1作为生活饮用水中允许的砷浓度上限。
砷在环境中共有 4种价态:As(-III)、As(0)、As(III)和As(V),其中以As(III)和 As(V)较为常见,它们也是造成环境砷污染的主要形态[3]。
微生物在长期的历史演化过程中进化出了各种抗砷机制,更有最新的研究表明有细菌 (Halomonadaceae GFAJ-1 strain)能以砷代替磷作为细胞中DNA的组成成分供细菌生长[4],但是这项研究发表后亦颇有争议,需要有进一步可靠的数据支持。
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浅谈砷氧化菌的研究进展
作者：曾琳
来源：《环境》2014年第13期
摘要：了解生物法治理砷污染的应用前景，介绍砷氧化菌研究现状及氧化机理，并针对存在的问题进行讨论。
关键词：砷污染、砷氧化菌、砷氧化机理
砷污染目前已成为一个全球性问题，长期饮用高砷水会导致慢性砷中毒和癌症等疾病[1]。
砷以四种氧化价态存在：As（-III），As（0），As（III）和As（V），其中元素砷很少存在。
As（III）的毒性最强，是As（V）的25～60倍，并且在多数的环境条件下较As（V）更难以被矿物质吸附[2]。
微生物作用在环境中砷迁移转化的过程中起到重要的作用。
因此，在砷污染治理过程中，微生物法也占据很重要的地位，是最具发展潜力的方法。
一、砷污染现状
砷主要通过火山爆发、海洋沉积岩、热液矿床、地热水等自然来源与燃煤、采矿、冶炼、药品、农药、海产品、添加剂及微电子材料等人为途径进入人类的生活环境[2]，并通过食物链和饮水等进入人体，严重威胁着人类的健康。
目前世界上的砷污染主要是在孟加拉国、印度和中国，以砷污染地下水为主。
我国的很多省市都存在着不同程度的砷污染情况[1]。
二、砷污染治理
砷污染治理方法主要包括离子交换法，共沉淀，反渗透，吸附法，生物法等[3]。
微生物对砷的适应性极强，甚至有的微生物以砷作为其生长的能源[1]。
微生物的生物转化对地下水砷的迁移、转化、固定等地球化学行为的影响起关键作用，微生物参与自然水体中砷的不同形式之间的转化过程，主要是As（V）和A（III）之间的氧化还原作用。
砷氧化菌也可被用于处理富含三价砷的水体及重贵金属的浸出，具有潜在的应用价值。
因而生物处理作为一种廉价、高效、污染较小的处理方法，具有良好的应用前景。
三、砷氧化菌研究现状
目前，国内对这方面的研究较少。
宋卫锋等[4]（2011）从肇庆市鼎湖山自然保护区土壤中分离、鉴定出具有氧化砷功能的产碱杆菌和土壤杆菌菌株。
王薇等[5]（2006）从活性污泥中筛选了2株具有As（III）氧化能力的菌株，经鉴定为恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）。
莫于婷[6]等（2009）从土壤中分离出2株砷氧化细菌，其氧化率可达99%。
汪耀[7]等（2010）从沉积物中筛选分离出一株新型亚砷酸氧化菌，并对其进行鉴定表明该菌Sinorhizobium属，并分离及分析了亚砷酸氧化酶基因aoxAB。
而国外在这方面已有了较大的发展。
在真菌和细菌中，都发现对As（III）和As（V）有耐受能力，包括革兰氏阳性菌和阴性菌。
截止2001年，已发现了至少9个属的30多个菌株可以氧化砷，它们大多是异养砷氧化菌，也有小部分是自养砷氧化菌[8]。
主要包括Achromobacter属，Pseudomonas属，Alcaligenes属，Rhizobium属，Sinorhizobium属，Bordetella属and Agrobacterium属，Thermus属，Herminiimonas属，Variovorax属，Thiomonas 属等。
其中，首例As（III）氧化细菌（Bacillus arsenoxidans）报道于1918年[9]。
在自然界中，砷氧化细菌的赋存十分丰富。
四、砷氧化机理
As（III）通过一种甘油转运膜蛋白质GlpF（Aquaglyceroporins）进行转运，这种蛋白是水通道蛋白（Aqua-porins）家族的一员，能够转运多种营养物质，如甘油、尿素等[10]。
目前酶学研究得最清楚的是NCBI（National Centre for Biotechnology Information， USA）8687的氧化酶，其晶体结构表明氧化酶由大小两个亚基组成，一个是以[3Fe-4S]和钥蝶呤为核心的大亚基（α亚基），另一个是以[2Fe-2S]为中心的小亚基亚（β亚基）。
编码砷氧化酶的操纵子为asoAB或aoxABCD基因组，分别发现于Alcaligenes faecalis和Cenibacterium arsenoxidans。
虽然名称不同，但其基因产物在氨基酸层次上具有比较高的相似性。
aox系统包括aoxA，aoxB，aoxS，aoxR[11]。
As（III）氧化活性是由As（III）氧化酶（Arsenite oxidase）催化的，此酶属于二甲基亚砜（DMSO）还原酶家族。
As（III）氧化酶基因的表达受As（III）氧化酶操纵子（aox operon）控制，As（III）氧化酶结构基因（aoxAB）的表达受上游编码组氨酸激酶基因（aoxS）和反应调控子基因（aoxR）的双组分系统调控，用组氨酸激酶AoxS接收As（III）等周质信号后，由反应调控子AoxR传递信号并调控aox operon的表达。
下游辅助基因包括编码细胞色素c基因（aoxC）和钼生物合成辅因子基因（aoxD）[11]。
五、存在的问题与展望
微生物可以通过生物体对砷的累积而将砷“固定”，进而降低土壤环境中砷的毒性，从目前的研究情况来看，虽然已有不少具有生物累积和挥发砷能力的微生物被分离，但具有强作用能力的微生物报道的还不多，更多的研究报道还主要集中在实验室内研究阶段，而对于砷污染土壤微生物修复的大田试验鲜有报道。
由于微生物生长需要一定的条件，这实际上也限制了其大面积的推广与应用，使其应用于生产实践依然存在较大的挑战，因此还需筛选高降解能力的菌株，同时摸索其生长条件使其能用于实践。
参考文献：
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