共代谢研究进展及其成果对环保应用现状
共代谢研究进展及其成果对环保的应用现状 环境工程 XXXX XXXX XXX
概念 共代谢（co-metabolism）有一类物质称为外生物质或异生物质，是指一些天然条件下并不存在的由人工合成的化学物质，例如杀虫剂，杀菌剂和除草剂等，其中许多有易被各种细菌或真菌降解，有些则需添加一些有机物作为初级能源后才能降解，这一现象称为共代谢。学术文件中的解释为：解释一：必须在生长基质和其他可转化化合物存在下，微生物对非生长基质的转化。解释二：只有在初级能源物质存在时才能进行的有机化合物的生物降解过程。
微生物共代谢作用的应用 共代谢过程不但提出了一种新的代谢现象 ,而且已被作为一种生化技术在芳香族化合物生物解研究中得到应用。G ihon 等以共代谢为手段 ,分离和确定了卤代苯和对氯甲苯的假单胞菌的氧化产物 ,这有助于研究氧进入芳香环的机制。F ocht 和Alexander 等应用共代谢技术建立了 DDT 的环断裂机制。Horvath 利用共代谢反应步骤少的优点 ,分别确定了 2 ,3 ,6—三氯苯甲酸降解过程中所含的氧化、脱经和脱卤反应 ,从而发现了无色杆菌(achromobacter)代谢 2 ,3 ,6—三氯苯甲酸的途径。Hanne、Jaakko、Woods、Mary 等利用厌氧反应器中存在共代谢的原理 ,通过添加初级基质来处理含氯酚的废水 ,使氯酚这种有毒的 “难降解物质” 得到生物净化。
共代谢——指在某些特殊的基质中或在其他微生物参与的特定条件下，微生物降解转化原来不能利用的化合物的现象。
即微生物在有它可利用的唯一碳源存在时，对它原来不能利用的物质也能分解代谢的现象。例如，假单胞菌唯一能利用的碳源是甲烷，但
如果有甲烷存在时加入乙烷、丙烷及丁烷，则该菌也能把这些烃类氧化为乙酸、丙酸及丁酸。此外，共代谢不仅只生长基质存在时繁殖细胞对非生长基质的作用，而且还包括生长基质被完全消耗时处于内源呼吸状态的微生物对非生长基质的转化。
在微生物共代谢反应中产生的即能转化生长基质（一级基质）又能转化非生长基质（二级基质）的非专一性的酶，是微生物共代谢反应发生的关键。因此，这种非专一性的酶被称为关键酶。关键酶是一种诱导酶。关键酶在生长基质的诱导下产生，且为生长基质和目标污染物所共用。共代谢对难降解化合物的分解有很重要的作用，通过共代谢作用可以提高微生物降解难降解物质的效率。选择到合适的菌种，通过共代谢可使多种有机污染物得到彻底降解。有人证实，常规的颗粒污泥可以 使水中的五氯酚脱氯，但五氯酚的去除率仅为30%-75%，当进水中补充葡萄糖后五氯酚的去除率可提高到 99%。
共代谢的研究前景 现代的环境污染迫切需要人们更充分地利用微生物的降解活性 ,不幸的是有些化合物含有高度抗酶分解的结构元素或取代基。尽管环境微生物具有逐渐进化、适应的功能 ,但酶催化途径的自然进化需要多种基因成分的改变 ,速度很慢 ,不能适应现代环境保护的要求。通过共代谢等各种生物技术的应用 ,在搞清微生物降解环境污染物的能力和途径的基础上 ,应用现代基因工程技术 ,扩展微生物酶对基质的专一性和代谢途径 ,更有效地处理和降解各种污染物 ,更好地保护环境 现代社会的发展是各种有机污染物逐渐增多，环境污染日益加
重，利用微生物的代谢净化环境已经成为一种趋势。难降解是相对的，改变环境状况，本来难降解的化合物就变的易降解了。所以，选择合适的生物降解环境，开发新的生物降解技术，培养和驯化适宜的生物种群和生物酶，分析化合物的降解途径和生物降解规律，是研究有机生物降解的必然选择。
共代谢作为一种代谢机制广泛存在于共基质的生物降解过程中，深入研究共代谢不仅有助于我们更加准确的认识环境中存在共代谢情况下物质的生物降解，而且为我们寻求降解有机物生物降解技术提供了新的思路。相关研究证明微生物共代谢在不同的工艺中已取得了良好的效果，随着现代生物的发展和基因工程菌的应用，将会给微生物的共代谢带来更大的突破
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