热脱氮地芽孢杆菌来源的甲醛脱氢酶的克隆表达和酶学性质研究文献综述
2020-06-23 20:51:21
文 献 综 述
1. 课题背景
甲醛是挥发性有机化合物VOCs中最主要的一种。在国内有毒化学品优先控制名单中,甲醛高居第二位,已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
甲醛性质活泼,反应能力极强,能与蛋白质、核酸、脂类产生非特异性的反应[1],对所有的生物来说都有很高的毒性。目前国内外报道的甲醛降解方法主要分为物理吸附法、化学处理法和生物处理法[2,3,4,5]。物理吸附法主要是利用各种多孔性物质的物理吸附作用而除去甲醛,常用的有活性炭、活性氧化铝等,此外还有分子筛、膨润土、粉末硅、珍珠岩、方英等[6]。化学处理法包括化学反应法、臭氧氧化法、光催化氧化法等。生物处理法是利用自然界植物、微生物对甲醛的吸收、代谢的能力降低甲醛浓度。许多微生物生物体为了避免甲醛对自身的突变、致死作用,在体内建立了修复机制,使其自身能在含有甲醛的环境中生存,其中辅酶NAD 依赖型的甲醛氧化途径就是广泛存在于微生物中的一条代谢途径。这条途径中的关键酶就是甲醛脱氢酶(formaldehyde dehydrogenase,FADH),该酶能够催化氧化甲醛为甲酸,对微生物体内及环境中的甲醛降解有重要作用。
1. 甲醛的性质及危害
甲醛又名”蚁醛”,甲醛分子式为 HCHO,分子质量为30.03,是最简单的醛类化合物。在常温下,甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于水、醇和醚等多种有机溶剂,溶解过程中会放热。36%-40%的甲醛水溶液俗称福尔马林,常用作防腐剂。甲醛具有正电性,分子结构含有羰基氧原子和α-氢,因此性质比较活泼,易发生亲核加成、氧化、还原、聚合等反应[7,8,9]。
甲醛是一种原生毒素,已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸性物质,在我国有毒化学品优先控制名单上位列第二,甲醛对人身体健康的危害主要有以下几个方面:
(1)刺激作用。甲醛可引起皮肤疾病,对眼睛、鼻子和呼吸道有强烈刺激。虽然每个人对甲醛污染的感受有一定差异,但是一般人持续30 min 接触 4.8~6.0 mg/m3甲醛会引起流泪,眼痒和咽喉干燥不适等症状;12~24 mg/m3可引起呼吸困难、咳嗽、头痛;≥ 60 mg/m3可引起肺炎、肺水肿等,甚至死亡。
(2)免疫毒性。甲醛是一种免疫抑制剂,对动物的免疫系统有毒害作用,可导致肝功、肾功异常,免疫力降低等症状。经常接触甲醛的人群患呼吸道疾病(如哮喘病)的概率较高,研究认为,这类疾病与甲醛导致人体免疫功能紊乱有关。
(3)基因毒性。甲醛具有基因毒性,能引起肺癌、口腔癌、皮肤癌及白血病,因此甲醛被认为是恶性肿瘤的诱导剂[10,11]。有文献报道,高浓度甲醛会使人的淋巴细胞微核率明显增加,即显示出基因毒性。王昆等通过研究发现,甲醛能够导致小鼠肺细胞 DNA断裂或与蛋白质交联。