Biodegradation of Sulfonamide Antibiotics by Microalgae: Mechanistic Insights into Substituent-Induced Effects

磺胺 生物降解 取代基 化学 抗生素 环境化学 有机化学 生物化学
作者
Yuhao Chu,Rupeng Wang,Shengnan Li,Xi Chen,Nanqi Ren,Shih‐Hsin Ho
出处
期刊:ACS ES&T water [American Chemical Society]
卷期号:4 (6): 2422-2432 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acsestwater.3c00761
摘要

Microalgae are a sustainable environmentally friendly wastewater treatment technology that has attracted much attention for use in the purification of antibiotic-containing wastewater. However, research into the mechanisms involved in microalgal antibiotic degradation is still in the initial stages, especially concerning the relationship between pollutant structure and removal rate. This study comprehensively analyzed the antibiotic biodegradation mechanisms in microalgae from a molecular structure perspective, examining four sulfonamide antibiotics (SAs) with different substituents as representative pollutants. Microalgae exhibited removal efficiencies of 86.15, 74.24, 60.14, and 46.60% for sulfathiazole, sulfamethazine, sulfadiazine, and sulfamethoxazole, respectively. It is noteworthy that cytochrome p450 (CYP450) played a central catalyzing role in their metabolism. Further analysis of molecular dynamics simulations and density functional theory calculations revealed that the geometric differences and electronic effect variations caused by the substituents significantly affected the catalytic activity of CYP450 as well as the overall reactivity of the SAs, resulting in different removal rates. Overall, SAs with high binding energy, low energy gap, and high electrophilicity indices were more readily catalyzed by CYP450 as evidenced by the degradation pathways. These results provide valuable insights at the molecular level into how different substituents affect the degradation rate of SAs in microalgae.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
小药童应助科研通管家采纳,获得20
1秒前
BowieHuang应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
李思雨完成签到 ,获得积分10
4秒前
LJ_2完成签到 ,获得积分10
5秒前
鲤鱼灵阳完成签到,获得积分10
8秒前
Karl完成签到,获得积分10
10秒前
zhangsan完成签到,获得积分10
12秒前
yyy完成签到 ,获得积分10
14秒前
健康的宛菡完成签到 ,获得积分10
15秒前
专一的猎豹完成签到,获得积分10
15秒前
睡到自然醒完成签到 ,获得积分10
16秒前
江江完成签到 ,获得积分10
20秒前
dingtao发布了新的文献求助10
21秒前
fuluyuzhe_668完成签到,获得积分10
21秒前
笨笨摇伽完成签到,获得积分10
24秒前
烟花应助小启采纳,获得10
24秒前
桥豆麻袋完成签到,获得积分10
26秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
37秒前
凌儿响叮当完成签到 ,获得积分10
37秒前
十三完成签到 ,获得积分10
37秒前
pophoo完成签到,获得积分10
38秒前
木康薛完成签到,获得积分10
40秒前
沉静的傲柏完成签到 ,获得积分10
42秒前
辛勤安梦完成签到,获得积分10
43秒前
外向的醉易完成签到,获得积分10
45秒前
高兴的平露完成签到 ,获得积分10
46秒前
积极的白羊完成签到 ,获得积分10
47秒前
苗条新筠完成签到 ,获得积分10
47秒前
甜蜜的水香完成签到,获得积分10
52秒前
慎二完成签到 ,获得积分10
53秒前
MrChew完成签到 ,获得积分10
55秒前
anpina完成签到,获得积分10
59秒前
qwe完成签到,获得积分10
1分钟前
封闭货车完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Joy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
赵子迪完成签到,获得积分10
1分钟前
哥哥完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5599922
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4685721
关于积分的说明 14838888
捐赠科研通 4673965
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538431
邀请新用户注册赠送积分活动 1505597
关于科研通互助平台的介绍 1471067