Pseudomonas putida IOFA1降解甲醛过程中的关键酶及其作用研究

【摘要】Pseudomonasputida具有复杂的降解有机物代谢系统,因此经常做为模式菌应用于污水和废物的降解研究中。迄今为止,Pseudomonasputida已被发现可降解很多有毒化合物,但相关降解代谢机理的研究较少。我们以从深海沉积物中筛选到的高效甲醛降解菌Pseudomonasputida.IOFA1为对象,选取该菌株降解甲醛过程中的3个时间点,即A组(未加入甲醛),B组(加入甲醛20min)和C组(甲醛降解后2h)进行转录组测序,通过转录组变化的比较来探索该菌的甲醛代谢机制。通过生物信息学分析以及对变化基因的分类,我们发现在甲醛的刺激下PseudomonasputidaIOFA1细胞前后调整了代谢网络。通过GO(GeneOntology)和KEGG分析,从整体水平阐述了转录组的变化。通过不同基因的分类研究了甲醛刺激下不同基因的作用以及机制,包括信号分子类,生物调节类,定位类以及其他代谢途径的基因。此外,我们还就在转录组中发现的几个与甲基代谢相关的关键酶开展了研究,为阐明降解机制提供证据。通过对PseudomonasputidaIOFA1降解甲醛过程中3组样本的转录组分析以及相关基因的RT-PCR分析,我们发现PseudomonasputidaIOFA1中降解甲醛的主要酶包括甲醛歧化酶、依赖谷胱甘肽的甲醛脱氢酶、醇脱氢酶、甲酸脱氢酶、甲酸转运蛋白等。甲醛歧化酶(FormaldehydeDismutase,FDM)在降解甲醛的开始阶段起到非常重要的角色,它能快速降解甲醛浓度,保护细菌不受毒害。醇脱氢酶,以及依赖谷胱甘肽的甲醛脱氢酶是配合歧化酶彻底降解甲醛所必须的酶。而其他酶是与甲酸的降解相关。我们对该菌的细胞破碎液中的酶进行了纯化,得到一条具有甲醛降解活性的单一条带。经质谱鉴定,该蛋白为甲醛歧化酶。酶学性质研究表明该酶最适作用温度为40℃,最适作用pH为7.5,在低于30℃时酶活十分稳定。低浓度0.5mM的Mg2+和Ca2+对酶有促进作用。这些研究为我们进一步开发PseudomonasputidaIOFA1在降解甲醛方面的用途奠定了基础。
【作者】余翔；
【导师】徐洵；曾润颖；
【作者基本信息】厦门大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】甲醛降解；转录组；甲醛歧化酶；

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