微生物分解2-羥基吡啶的研究進展

陸 鵬, 劉愛民

(安徽師范大學 生命科學學院 重要生物資源保護與利用研究安徽省重點實驗室, 蕪湖 241000)

吡啶及其衍生物是芳香雜環類有機化合物的重要代表，是生物堿、吡哆醇、煙酰胺等輔酶的天然組成部分；也是重要的工業原料，廣泛應用于化工、醫藥、農藥、石油、農產品加工等行業，對人類經濟社會的發展有著重要意義[1-2]。然而長時間的大量使用，導致這些吡啶類化合物不可避免的進入土壤、水體、空氣等環境中，并長期殘留，造成嚴重的環境污染[3]。吡啶及其衍生物具有很強的揮發性、水溶性和毒性[4]，并具有致癌、致畸性，因此被美國環保署列為優先等級污染物[5]。人體接觸后會產生抑郁、惡心、頭痛、肝腎損傷等不良反應，造成嚴重的健康問題[4]。因此消除殘留的吡啶及其衍生物，修復被污染的環境是當下亟須解決的問題。生物分解具有成本低，效率高且無二次污染等優點，是消除環境中吡啶殘留的有效方法[6]。

2-羥基吡啶(2-HP)是一種常見的吡啶衍生物(圖1)，也是含N雜環類物質生物分解的核心中間代謝產物[7-8]。多項研究表明，吡啶生物分解的關鍵步驟是形成羥基吡啶，然后再進一步分解[9-11]。除此之外，2-HP也是尼古丁、3,5,6-三氯-2-吡啶酚(TCP)等劇毒化合物分解的中間產物[12-13]。因此研究2-HP的生物分解，對吡啶類污染物及相關的劇毒化合物的生物修復具有重要意義。本文從2-HP分解菌的種質資源，代謝途徑、分解基因和關鍵酶等方面綜述其生物分解的研究進展，并對后續研究做出展望。……