Silicibacter pomeroyi DSS-3T菌株中尿黑酸代谢途径相关基因及其功能研究

论文摘要

芳香烃化合物是普遍存在于环境中的一类有毒有害、难生物降解,直接威胁人类健康的化合物。利用生物降解尤其是微生物对芳香烃化合物的降解是治理此类污染最经济、最有效的手段之一。阐明微生物对芳香烃化合物的降解过程所涉及的分子机理将使该类化合物的生物修复成为可能。而目前关于芳香烃化合物降解机理或降解途径的分子生物学研究大多限于土壤或来源于淡水环境中微生物,对于海洋菌方面的相关研究鲜有报道。本研究所使用的研究菌株Silicibacter pomeroyi DSS-3T菌株分离于海洋,是革兰氏阴性菌,属于α-变形菌,是海岸水环境的优势种之一。全面生物信息学分析结果表明,Silicibacter pomeroyi DSS-3T菌株有多条芳香烃化合物代谢途径,其中一条为尿黑酸代谢途径。这些途径目前均没有得到实验方面的验证。本研究通过PCR分别克隆尿黑酸代谢途径中酪氨酸转氨酶（TyrB）、4-羟基苯丙酮酸加双氧酶（HPPD）、尿黑酸加双氧酶（HGD）、马来酰乙酰乙酸异构酶（MAAI）、延胡索酸乙酰水解酶（FAH）的编码基因,然后将其分别克隆至pET5a/pET28a等表达载体,最终各基因在E.coli BL21中获得高效表达。体外模拟尿黑酸代谢途径,利用紫外可见分光光度计对每个酶进行活性检测。结果表明:通过克隆表达得到的酪氨酸转氨酶、4-羟基苯丙酮酸加双氧酶、尿黑酸加双氧酶、马来酰乙酰乙酸异构酶、延胡索酸乙酰水解酶对相应的底物均有较好的活性,从而验证了Silicibacter pomeroyi DSS-3T菌株中经生物信息学所推定的尿黑酸代谢途径。同时,对该菌株尿黑酸代谢途径中五个酶分别进行进化学分析,结果表明其与海洋菌Roseobacter菌、Sulfitobacter菌、Phaeobacter菌有较近的遗传关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 有机物污染中的芳香烃污染
• 1.2 芳香烃微生物代谢途径研究进展
• 1.3 尿黑酸代谢途径研究进展
• 1.4 本研究背景、目的及意义
• 2 材料和方法
• 2.1 材料
• 2.2 方法
• 3 结果和分析
• T全基因组'>3.1 Silicibacter pomeroyi DSS-3^T全基因组
• 3.2 尿黑酸途径基因DNA 序列生物信息学分析
• 3.3 尿黑酸途径有关基因的克隆，表达及其功能研究
• 3.4 尿黑酸途径有关基因进化学分析
• 4 结论及建议
• 4.1 对本实验的工作总结
• 4.2 尿黑酸代谢途径分析
• 4.3 下一步工作及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 缩略词（Abbreviation）