降解石油烃产甲烷菌群筛选及应用
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1.3.4 石油烃厌氧代谢机理

图1-5说明的是芳香烃和脂肪烃的厌氧化学反应过程,并且具体的石油烃厌氧代谢机理大致可分为如下几项。

(1)延胡索酸加成反应

Kniemeyer等提出了烃降解的一个主要途径,就是生成芳香基或烷基琥珀酸盐,这一步骤的达到是通过延胡索酸盐上的双键碳被烃上的碳原子加成。例如,在分析己烷的降解时,生成了(1-甲基戊基)琥珀酸盐,原因是延胡索酸盐双键碳原子被己烷的第二个碳原子结合。而且通过氢同位素标记方法证实了延胡索酸加成反应,检测到了琥珀酸盐的生成。而在间二甲苯降解的途径中,延胡索酸和苯环上的甲基发生加成反应,生成苯甲基琥珀酸这一短暂性的中间产物,然后脱氢产生中间代谢产物苯甲酰辅酶A。而2-甲基萘的甲基加到延胡索酸的双键碳上产生琥珀酸,经过β氧化产生中间代谢产物2-萘酸,再经过一系列苯环还原反应,最终产生二氧化碳[38,85,158]

图1-5 烃类化合物厌氧降解化学反应过程[38,63]

(2)羟基化反应

芳香烃的另一种主要代谢方式为羟基化反应。例如,有学者在研究乙苯降解时提出,羟基化反应发生在乙苯的亚甲基上,生成1-苯基乙醇,是由于羟基结合于芳香烃的烷基链或苯环上。还有其他学者认为苯氧化为苯酚就是在脱氢酶的作用下,由羟基进攻苯环,羟基化的过程[159~161]

(3)甲基化反应和羧化反应

在研究萘的代谢反应时,有学者提出了甲基化的反应,在添加碳酸氢盐激活剂的情况下,实现了萘的甲基化作用生成2-甲基萘,而这一作用途径与一氧化碳脱氢酶催化的反应途径不同,从而加快了萘的代谢[162]。也有学者提出了可能的羧化代谢途径(图1-5)[163]