雖然當(dāng)重金屬超過一定濃度時(shí)，對微生物具有毒害作用，但是某些微生物(金屬耐受菌)可以通過生物解毒作用對重金屬毒性產(chǎn)生抗性。重金屬生物解毒是指微生物把抑制其正常生長繁殖的有毒重金屬通過運(yùn)輸、結(jié)合與轉(zhuǎn)化等方式使細(xì)胞內(nèi)重金屬減少，毒性減弱，并對重金屬毒性產(chǎn)生抗性的生理代謝過程。對較高濃度重金屬離子有耐受性的細(xì)菌，如假單胞桿菌屬、酵母菌和霉菌等，這些微生物可將廢水中的重金屬離子攝入菌細(xì)胞內(nèi)再去除。
研究表明，不同類型的微生物具有不同的解毒抗性，如真核微生物通過利用金屬硫蛋白螫合體內(nèi)重金屬，以減少破壞性較大的活性游離態(tài)重金屬的存在;而原核微生物則通過減少重金屬的攝取，增加細(xì)胞內(nèi)重金屬的排放來控制胞內(nèi)金屬離子濃度。吳乾菁等人從活性污泥中分離出對汞、鉻、銅有耐受性的微球菌屬和假單胞稈菌屬的細(xì)菌，在含汞為150mg/L，鉻為700mg/L，銅為750mg/L的條件下可以生長，使用這些菌類制作的強(qiáng)化活性污泥，對含鉻、銅離子的廢水所進(jìn)行的處理效果較好。村山等在霉菌、酵母菌中分離出對銅、鎳、鉻、鈷有耐受性的酵母菌株，這可能是微生物具有使重金屬離子向細(xì)胞內(nèi)滲透的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
論述了金屬結(jié)合蛋白基因在清除重金屬污染中的應(yīng)用情況，研究認(rèn)為采用DNA重組技術(shù)將金屬結(jié)合蛋白基因?qū)牖钚晕勰鄡?yōu)勢菌群，將能有效清除重金屬的污染。由于環(huán)境中重金屬的污染往往具有復(fù)合形態(tài)，需要將具有不同功能的菌株進(jìn)行混合培養(yǎng)，隨著分子生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的迅速發(fā)展，可以從分子水平研究重金屬對活性污泥的影響機(jī)制。研究表明，不同的金屬結(jié)合蛋白(如MT和PC)，在生物忍耐和降解過量重金屬毒性機(jī)制中起重要作用。愈來愈多的MT和PC基因被克隆，并己成功地應(yīng)用于生物遺傳轉(zhuǎn)化，這些轉(zhuǎn)基因生物在清除重金屬污染方面已顯示出潛在的應(yīng)用價(jià)值。綜上所述，天然的和經(jīng)過遺傳修飾的重金屬結(jié)合蛋白的異源表達(dá)是改進(jìn)生物體對重金屬抗性及清除重金屬污染的有效方法。但迄令為止，許多研究都還只是在實(shí)驗(yàn)室控制條件下進(jìn)行。新近建立的一些策略和方法如隨機(jī)引物重組等的DNA修飾方法，對于參與重金屬解毒作用的代謝途徑和關(guān)健酶進(jìn)行遺傳改造，有一定的應(yīng)用價(jià)值。可以預(yù)見，隨著生物吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、貯存重金屬機(jī)制的深入了解和更多、更有效的抵抗或降解重金屬毒性的MT基因的鑒定、克隆及轉(zhuǎn)移，生物轉(zhuǎn)化清除重金屬污染這一生物處理技術(shù)將具有廣闊的應(yīng)用前景。
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