新型蛋白质和胞外多糖共同介导活性污泥菌胶团的形成

微生物菌胶团的形成是活性污泥法成功的关键。菌胶团形成菌所产生的胶质状胞外多聚物（简称EPS）是活性污泥菌胶团形成所必需的“黏合剂”。研究组鉴定出一个依赖于RpoN sigma因子的双组分系统（Two-component system）PrsK（感受器组氨酸激酶）和PrsR（响应转录调控因子），共同调控一类称为PEP-CTERM的特殊胞外蛋白质的表达。PEP为靠近羧基端、高度保守的脯氨酸-谷氨酸-脯氨酸基序，可能是蛋白质分选信号。该蛋白富含天冬酰胺残基（N），与胞外多糖可能通过N-联锁的蛋白质糖基化形成网状的EPS：胞外多糖长链相当于网线，而PEP-CTERM蛋白质象使网线交织的网节，包裹微生物细胞来介导活性污泥微生物菌胶团的形成。利用质粒过量表达PEP-CTERM蛋白A（PepA）可以绕开PrsK-PrsR二组分系统在菌胶团形成中的必要性。研究发现，所鉴定的与菌胶团形成相关的PEP-CTERM、prsK-prsR和胞外多糖合成基因和基因簇在索氏菌（Thuaera）、聚磷菌（CAP）、亚硝化细菌和最近发现的硝化螺旋菌属（Nitrospira）的全程氨氧化菌（comammox）等多种重要的活性污泥细菌基因组或宏基因组中存在，说明这些活性污泥细菌可以形成菌胶团，从而在活性污泥工艺中得以富集，发挥有机污染物降解和除磷脱氮功能。