a b s t r a c t
A procedure was developed to assess the biodegradation of micropollutants in cell-free lysates produced
from activated sludge of a municipal wastewater treatment plant (WWTP). This proof-of-principle
provides the basis for further investigations of micropollutant biodegradation via native enzymes in a
solution of reduced complexity, facilitating downstream protein analysis. Differently produced lysates,
containing a variety of native enzymes, showed significant enzymatic activities of acid phosphatase, bgalactosidase
and b-glucuronidase in conventional colorimetric enzyme assays, whereas heatdeactivated
controls did not. To determine the enzymatic activity towards micropollutants, 20 compounds
were spiked to the cell-free lysates under aerobic conditions and were monitored via LC-ESI-MS/
MS. The micropollutants were selected to span a wide range of different biodegradabilities in
conventional activated sludge treatment via distinct primary degradation reactions. Of the 20 spiked
micropollutants, 18 could be degraded by intact sludge under assay conditions, while six showed
reproducible degradation in the lysates compared to the heat-deactivated negative controls: acetaminophen,
N-acetyl-sulfamethoxazole (acetyl-SMX), atenolol, bezafibrate, erythromycin and 10,11-dihydro-
10-hydroxycarbamazepine (10-OH-CBZ). The primary biotransformation of the first four compounds can
be attributed to amide hydrolysis. However, the observed biotransformations in the lysates were
differently influenced by experimental parameters such as sludge pre-treatment and the addition of
ammonium sulfate or peptidase inhibitors, suggesting that different hydrolase enzymes were involved in
the primary degradation, among them possibly peptidases. Furthermore, the transformation of 10-OHCBZ
to 9-CA-ADIN was caused by a biologically-mediated oxidation, which indicates that in addition to
hydrolases further enzyme classes (probably oxidoreductases) are present in the native lysates. Although
the full variety of indigenous enzymatic activity of the activated sludge source material could not be
restored, experimental modifications, e.g. different lysate filtration, significantly enhanced specific
enzyme activities (e.g. >96% removal of the antibiotic erythromycin). Therefore, the approach presented
in this study provides the experimental basis for a further elucidation of the enzymatic processes underlying
wastewater treatment on the level of native proteins.
© 2016 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND
นามธรรม
ขั้นตอนได้รับการพัฒนาเพื่อประเมินการย่อยสลายของ micropollutants ใน lysates ปราศจากเซลล์ที่ผลิต
จากตะกอนของระบบบำบัดน้ำเสียในเขตเทศบาลเมือง (WWTP) หลักฐานของหลักการนี้
ให้พื้นฐานสำหรับการตรวจสอบต่อไปของการย่อยสลายทางชีวภาพ micropollutant ผ่านเอนไซม์พื้นเมืองในส่วน
วิธีการแก้ปัญหาของความซับซ้อนลดอำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์โปรตีนปลายน้ำ ที่แตกต่างกันผลิต lysates,
ที่มีความหลากหลายของเอนไซม์พื้นเมืองแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของเอนไซม์ที่สำคัญของ phosphatase กรด bgalactosidase
และ B-glucuronidase ในการชุมนุมของเอนไซม์สีในขณะที่ heatdeactivated
ควบคุมไม่ได้ เพื่อตรวจสอบกิจกรรมของเอนไซม์ที่มีต่อ micropollutants 20 สารประกอบ
ถูกถูกแทงไป lysates เซลล์ฟรีภายใต้เงื่อนไขแอโรบิกและได้รับการตรวจสอบผ่าน LC-ESI-MS /
MS micropollutants ได้รับเลือกให้ครอบคลุมช่วงกว้างของ biodegradabilities แตกต่างกันใน
การชุมนุมรักษากากตะกอนที่ผ่านการย่อยสลายที่แตกต่างกันปฏิกิริยาหลัก 20 ถูกแทง
micropollutants, 18 อาจจะสลายตัวโดยตะกอนเหมือนเดิมภายใต้เงื่อนไขการทดสอบในขณะที่หกแสดงให้เห็นว่า
การย่อยสลายทำซ้ำใน lysates เมื่อเทียบกับความร้อนที่ปิดใช้งานการควบคุมลบ: acetaminophen,
N-acetyl-sulfamethoxazole (acetyl-SMX) atenolol, bezafibrate , erythromycin และ 10,11-dihydro-
10 hydroxycarbamazepine (10-OH-CBZ) เปลี่ยนรูปทางชีวภาพหลักของสี่สารประกอบแรกที่สามารถ
นำมาประกอบกับ amide จองจำ อย่างไรก็ตาม biotransformations สังเกตใน lysates ถูก
อิทธิพลที่แตกต่างจากการทดลองพารามิเตอร์เช่นตะกอนก่อนการรักษาและการเพิ่มขึ้นของ
แอมโมเนียมซัลเฟตหรือสารยับยั้ง peptidase บอกว่าเอนไซม์ hydrolase ที่แตกต่างกันมีส่วนร่วมใน
การย่อยสลายหลักในหมู่พวกเขาอาจจะ peptidases นอกจากนี้การเปลี่ยนแปลงของ 10 OHCBZ
9-CA-ADIN มีสาเหตุมาจากการเกิดออกซิเดชันทางชีวภาพพึ่งซึ่งบ่งชี้ว่านอกจาก
hydrolases เอนไซม์ชั้นเรียนต่อไป (อาจ oxidoreductases) มีอยู่ใน lysates พื้นเมือง แม้ว่า
ความหลากหลายเต็มรูปแบบของเอนไซม์พื้นเมืองของตะกอนวัสดุที่มาเปิดใช้งานไม่สามารถ
เรียกคืนการปรับเปลี่ยนการทดลองเช่นการกรอง lysate ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญที่เพิ่มขึ้นโดยเฉพาะ
การทำงานของเอนไซม์ (เช่น> 96% การกำจัดของยาปฏิชีวนะ erythromycin) ดังนั้นวิธีการที่นำเสนอ
ในการศึกษานี้มีรากฐานการทดลองสำหรับการชี้แจงต่อไปของกระบวนการพื้นฐานของเอนไซม์
บำบัดน้ำเสียในระดับของโปรตีนพื้นเมือง.
© 2016 ผู้เขียน เผยแพร่โดยเอลส์ จำกัด นี้เป็นบทความการเข้าถึงเปิดภายใต้ CC BY-NC-ดาโคตา
การแปล กรุณารอสักครู่..

B S T R A C Tกระบวนการที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อศึกษาการย่อยสลายของ micropollutants ในการสังเคราะห์ lysates ผลิตจากกากตะกอนน้ำเสียของโรงงานบำบัดน้ำเสียชุมชน ( wwtp ) พิสูจน์หลักการนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการตรวจสอบเพิ่มเติมของเอนไซม์ในการย่อยสลายทาง micropollutant พื้นเมืองโซลูชั่นที่ลดความซับซ้อนการการวิเคราะห์โปรตีนที่ปลายน้ำ ผลิต lysates แตกต่างกัน ,ที่มีความหลากหลายของเอนไซม์พื้นเมือง , กิจกรรมอย่างมีนัยสำคัญเอนไซม์แอซิดฟอสฟาเตส bgalactosidase ,b-glucuronidase ใน 7.4 และปกติตรวจเอนไซม์ ในขณะที่ heatdeactivatedการควบคุมไม่ได้ การตรวจสอบเอนไซม์ต่อ micropollutants 20 สารประกอบได้จากการสังเคราะห์ lysates ภายใต้สภาวะแอโรบิกและการติดตามผ่านทาง lc-esi-ms /คุณ micropollutants เลือกที่จะครอบคลุมหลากหลายของ biodegradabilities แตกต่างกันปกติการใช้กากตะกอนน้ำเสียรักษาแตกต่างหลักการย่อยสลายผ่านปฏิกิริยา ของ 20 ขั้นตอนmicropollutants 18 อาจจะย่อยสลายกากเหมือนเดิมภายใต้เงื่อนไขการทดสอบ ในขณะที่ 6 แสดงการหาการย่อยสลายใน lysates เมื่อเทียบกับการควบคุมความร้อนปิดลบ : มิโนเฟนn-acetyl-sulfamethoxazole ( อะ smx ) , ความเสี่ยง bezafibrate ซิน 10,11-dihydro - , , และ10 hydroxycarbamazepine ( 10-oh-cbz ) ส่วนการหลักของสารประกอบแรกสี่เกิดจากเอไมด์ไฮโดรไลซิส . อย่างไรก็ตาม พบ biotransformations ใน lysates คืออิทธิพลที่แตกต่างจากตัวแปรทดลอง เช่น ตะกอนและการเพิ่มของผลแอมโมเนียม ซัลเฟตหรือลูกเต้ายับยั้งเอนไซม์ไฮโดรเลสาที่แตกต่างกันมีส่วนร่วมในการย่อยสลายหลัก ในหมู่พวกเขาอาจจะเปปติเดส . นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงของ 10-ohcbzเพื่อ 9-ca-adin เกิดจากปฏิกิริยาทางชีวภาพ ) ซึ่งพบว่า นอกจากเอนไซม์ไฮโดรเลสเรียนเพิ่มเติม ( อาจ oxidoreductases ) อยู่ใน lysates พื้นเมือง ถึงแม้ว่าความหลากหลายเต็มรูปแบบของกิจกรรมเอนไซม์ที่ใช้วัสดุพื้นเมืองของแหล่งตะกอนไม่สามารถเรียกคืน , ทดลองปรับเปลี่ยน เช่น ที่แตกต่างกัน lysate การกรองเพิ่มขึ้นอย่างมาก เฉพาะกิจกรรมเอนไซม์ ( เช่น > 96% การกำจัดของยาอีริโทรไมซิน ) ดังนั้น วิธีการที่นำเสนอในการศึกษานี้มีพื้นฐานทดลองสำหรับคำชี้แจงเพิ่มเติมของกระบวนการผลิตเอนไซม์ เป็นต้นการบำบัดน้ำเสียในระดับของโปรตีนพื้นเมืองสงวนลิขสิทธิ์ 2552 โดยผู้เขียน ที่ตีพิมพ์โดยเอลส์จำกัด นี่คือการเปิดบทความภายใต้ by-nc-nd cc
การแปล กรุณารอสักครู่..
