广州地化所最新EST：共代谢高效去除双酚A替代物！

文摘 2024-12-13 08:34 浙江

摘要

含氟双酚A（2,2-双[4-羟基苯基]丙烷，BPA）替代物双酚AF（BPAF）可能比BPA更具持久性和毒性，但其环境归宿鲜为人知。在本研究中，我们以BPA为生长底物，建立了一种共代谢降解BPAF的细菌富集培养物。该富集培养物对BPAF的降解依赖于BPA，通过连续添加BPA，BPAF可被消除至检测限以下。BPAF主要通过酚环羟基化和随后的环裂解进行降解，这是BPA的次要转化途径。基于特征性的CF₃⁻片段，还鉴定出了共轭BPAF产物，并发现其在BPAF降解过程中积累。鞘氨醇单胞菌属（Sphingopyxis）是好氧富集培养物中关键的BPA和BPAF降解菌，在仅添加BPA和同时添加BPA与BPAF的培养物中均为最丰富的菌属，并且通过分离证实其能够降解BPA和BPAF。好氧共代谢BPAF降解群落中还包含非BPA和BPAF降解菌，如潘多拉菌属（Pandoraea），它们可能在群落中起辅助作用。

主要内容

- 研究背景：

双酚A（BPA）因内分泌干扰特性和潜在致癌作用被限制使用，其替代品如双酚AF（BPAF）等被广泛应用，但这些替代品可能具有类似或更强的内分泌干扰活性。BPAF是常用的BPA替代品之一，在环境中持久存在，目前对其降解途径和功能细菌的了解有限，而共代谢生物降解可用于处理难降解污染物，因此研究以BPA为生长底物的细菌对BPAF的共代谢转化具有重要意义。

- 实验材料与方法

- 实验材料：BPA（96%）和BPAF（98%）分别购自jkchemical（中国北京）和Tokyo Chemical Industry（中国上海），甲醇（色谱纯，>99%纯度）来自Merck（德国达姆施塔特），水由Milli - Q水净化系统制备，无机盐为分析纯试剂，购自广州医药有限公司。

- 实验方法

- 富集培养物的建立与预处理：从中国广东省某污水处理厂的活性污泥中富集BPA生长细菌培养物，经七次富集获得稳定高效的BPA降解培养物，然后向其中逐步添加浓度为1、2、5和10mg/L的BPAF。所有培养物在150 mL锥形瓶中于25°C、120 rpm的有氧条件下，在50 mL最小盐培养基（MSM）中培养。收集添加BPA和BPAF的富集培养物的生物质用于降解动力学测试、转化产物鉴定和微生物分析。

- 分析方法：

通过超高效液相色谱 - 轨道阱高分辨质谱（UHPLC - Orbitrap Fusion TMS）筛选BPAF和BPA的转化产物，高效液相色谱（HPLC）定量BPAF和BPA，液相色谱 - 串联质谱（LC - MS/MS）分析BPAF转化产物的动力学，16S rRNA基因扩增子测序分析细菌群落变化，同时进行统计分析。

- 结果与讨论

- 共代谢转化BPAF：首次发现细菌富集培养物在有氧条件下以BPA为主要碳源共代谢降解BPAF，BPAF的降解依赖于BPA，其降解速率符合伪零级反应模型，且BPAF对BPA的降解有轻微抑制作用。

图 1.BPAF 在 BPA 存在下的共代谢降解

- BPAF转化产物的鉴定：基于精确质量、同位素模式和MS/MS光谱，初步鉴定出15种可能的转化产物，其中酚环羟基化和顺序环裂解是BPAF的主要降解途径，还鉴定出7种结构不明的“未鉴定产物”，可能为共轭反应产物，且比BPAF更具疏水性，可能在环境中持久存在并在食物链中积累。

- BPAF转化产物的积累与降解：通过LC - MS/MS分析5种BPAF转化产物的积累和降解动力学，羟基化产物的积累和减少表明羟基化是BPAF降解的初始步骤且会进一步转化，未检测到氟离子释放，说明BPAF未完全矿化。

- 富集过程中的细菌群落变化：通过16S rRNA基因扩增子测序分析，发现仅添加BPA和同时添加BPA与BPAF的培养物在富集过程中细菌群落发展不同，BPAF浓度增加对细菌群落有影响，鞘氨醇单胞菌属（Sphingopyxis）和副极小单胞菌属（Parapusillimonas）在两种培养物中均丰富，可能在BPA和BPAF降解中起重要作用。

- 分离菌株对BPA和BPAF的降解：从富集培养物中分离出3株菌株，其中Sphingopyxis菌株A11能共代谢降解BPAF和BPA，Labrys菌株A9只能降解BPA，Pandoraea菌株A8不能降解BPA和BPAF，说明细菌群落中不同成员在降解过程中具有不同功能，且可能需要合作来实现BPA的生长和BPAF的降解。

- 环境意义：

共代谢可能是去除环境中难降解的BPA类似物BPAF的重要途径，Sphingopyxis被首次确定为关键降解菌，但需要其他群落成员支持，深入理解细菌在降解过程中的相互作用有助于评估污染物的环境归宿和提高修复效率，同时需进一步研究BPAF共代谢的降解速率、途径和功能细菌，以及转化产物的持久性和毒性。

Yiding Wu, Tianyue Yang, Yang Wu, Yi Liang, Xiangying Zeng, Zhiqiang Yu, and Ping’an Peng. Co-metabolic Biotransformation of Bisphenol AF by a Bisphenol A‑Growing Bacterial Enrichment Culture. *Environmental Science & Technology* XXXX, XXX, XXX - XXX. DOI: 10.1021/acs.est.4c10861.

关注“新污染物监测与分析”公众号，获取更多最新文献推送与科研资讯

声明：本文仅供科研交流使用，文中所有观点均来源于已发布的论文，如有侵权或重大问题请通过后台与编辑联系。

欢迎高校、科研单位以及监测同行的朋友们投稿！邮箱6514064@zju.edu.cn。感谢您的点赞、转发、在看，您的鼓励是我们更新的动力！

添加编辑微信 xwrw1234 加入读者交流群，与大咖在线交流

新污染物监测与分析

“新污染物监测与分析”致力于探索和分享新污染物研究动态、前沿热点以及最新发表的学术论文。为科研人员、学者、管理者搭建一个专业的信息交流平台，共同关注和应对新污染物带来的环境和健康挑战。

超高效液相色谱-串联质谱法测定运动营养食品中60种类固醇激素

新污染物处理技术：快速、简便、廉价、高效、耐用且安全的（QuEChERS）样品前处理方法的发展及应用综述

欧洲环境科学：污水污泥中全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）的研究综述

欧洲环境科学：捷克饮用水中的塑料微粒污染：综合监测的见解

深化科技体制改革为中国式现代化提供强大科技支撑

珠江三角洲水和沉积物中 PFAS 的分布、分区、来源分配和生态风险评估

斯坦福大学EST Letters：甲型流感病毒在生牛奶中的感染性和持久性

2024年度科技突破-《科学》杂志

香港大学太古研究院EST：海洋酸化下的性别秘密-低 pH 如何影响贝类后代性别比例？

水果脱酸剂/退酸剂

广西医科大学Environ Int：血清代谢组与全氟及多氟烷基物质暴露及甲状腺癌风险的关联：基于机器学习的多模块整合分析

|科研动态| PNAS：iRhizo-Chip——植物根际过程研究微流控芯片新平台

Environ Int：近海沉积物中的新型有机磷酸酯及其转化产物：赋存、时间趋势和风险评估

同济大学ESPR：乡镇污水处理厂中抗生素和抗生素抗性基因（ARGs）的赋存、去除及生态风险

中科院城环所ES&T：细胞外囊泡是室内灰尘中环境过敏原的普遍且有效的载体

|中国药科大学|新污染物分析技术：直接进样 UPLC-MSMS 方法分析废水中的 77 种化合物

北京师范大学环境学院EST：叶面施用氧化锌纳米颗粒减轻菲和镉对生菜的植物毒性-植物 - 根际 - 微生物长距离调控

哈尔滨商业大学：基于绿色溶剂的液相微萃取技术在中药活性成分色谱分析中的研究进展

2023 年Environmental Science & Technology最佳论文奖

科研动态：同济大学环境学院毛舜教授团队——氧还原反应耦合电氧化系统实现高效和可持续的水处理

自然：干细胞迈向临床-癌症、糖尿病和帕金森病的治疗方法或将很快问世

北京大学公共卫生学院E&H新兴全氟化学品GenX-环境和生物归宿与风险

科研动态：城市环境研究所在高通量荧光法解析环境活性耐药微生物研究中取得进展

EST Letters：警惕！氟橡胶表带中的 PFHxA：潜在风险不容忽视

科研动态：王亚韡研究员团队关于环境污染物的暴露与健康影响研究取得新进展

加州大学EST综述：微塑料暴露对人类消化、生殖和呼吸系统健康的影响

ES&T综述丨EDA融合高通量筛查、大数据与人工智能，构建强大的新污染物检测识别体系!

浙江中医药大学生命学院EHP：有机磷阻燃剂与代谢紊乱：一项针对脂联素受体的计算机模拟、体外和体内研究

《Chemosphere》被移出SCI名录，引发学术圈震动

2024年度环境保护科学技术奖（自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖）拟授奖项目公示

STOTEN | 华南师范大学应光国：纺织废水和受纳河流中全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）的非靶向和靶向筛查及风险评估

厦门大学环境学院最新EST：从盐湖提锂到离子分离-异质电荷纳滤膜的卓越之路

自然：2024年度最激动人心的科学图像！

昆士兰大学：澳大利亚环境水样中超短链全氟和多氟烷基物质

圣雄甘地大学：室内灰尘中的双酚类物质-全球分布、暴露风险、转化和生物监测的全面综述

美国威斯康星大学新污染物分析技术：拉曼光谱测定全氟化合物

广州地化所最新EST：共代谢高效去除双酚A替代物！

清华大学环境学院ES&T：电镀园区全氟和多氟烷基物质（PFAS）的赋存、迁移及规模化吸附去除研究

华中科技大学同济医学院EP：高氯酸盐暴露和心血管疾病：一项基于社区的横断面研究和基准剂量估计

Environment International最新综述：PFAS的质谱分析与人群暴露模式

Nature公布2024年度十大杰出人物！中国地质学家与医生上榜！

同济医学院E&H：成年人金属暴露与炎症标志物之间的独立和联合关联

专注抗生素抗性基因检测服务——元哉生物

在泥土中玩耍对孩子的免疫系统有好处吗？

诺奖级EST！最新成果公布全球，新污染物监测迎来史上最强突破！

华南理工大学EST Letters：地球上的微塑料-当前知识和挑战

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉