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嗜酸性氧化亚铁硫杆菌是一种嗜酸性专性化能无机自养菌,是生物冶金工业中的优势菌种,广泛应用于低品位贫矿的开采冶炼。该菌可以利用亚铁离子(Fe2+)、硫单质(S0)或还原性硫化合物(RISCs)为能源进行生长。其中,其铁代谢研究已相对完善,而硫代谢由于价态的多变及非酶学反应的发生使得研究进展缓慢。连四硫酸盐(S4O62-)是该菌元素硫代谢过程中的一个关键中间代谢产物,也可作为唯一能源物质,由连四硫酸盐水解酶催化将其水解为硫酸盐(S042-)、硫单质(S0)及硫代硫酸盐(S2032-)。然而对连四硫酸盐水解酶的功能及其编码基因tetH的研究大多集中于生物信息学预测,缺乏相应的实验数据支持,因而我们将该基因进行无痕敲除,同时构建该基因的过表达工程菌,为探究该基因的具体功能提供实验数据支持,也为研究其它硫代谢相关基因提供方法指导。由于嗜酸性氧化业铁硫杆菌的tetH基因在自身启动子下在大肠杆菌中未见明显表达,因此,我们用tac强启动子代替其自身启动子在大肠杆菌实现了异源高效表达,然后业克隆至广范围宿主质粒pMSD1中,构建重组质粒pMSD1-tac-tetH,并且通过接合转移将其导入嗜酸性氧化业铁硫杆菌中,构建了工程菌At. ferrooxidans ATCC23270(pMSD1-tac-tetH)。另一方面,我们根据基因同源重组原理,构建了对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌连四硫酸盐水解酶基因(tetH)进行无痕敲除的自杀质粒载体pKIT-KtetH,通过接合转移导入嗜酸性氧化亚铁硫杆菌中,在卡那霉素抗性平板上筛选获得单交换子。之后将表达I-Sce1酶的重组质粒pMSD1-I-Scel通过接合转移导入单交换子中,在链霉素抗性平板上筛选获得接合转移子。根据二次重组后嗜酸性氧化亚铁硫杆菌野生型与tetH基因缺失突变株基因组序列的不同,设计相关引物,通过PCR方法对链霉素抗性平板上的单菌落进行初筛,并使用Sourthern blot杂交验证获得的发生第二次重组的tetH基因敲除突变株。为了研究我们构建的tetH基因高效表达工程菌及tetH基因缺失突变株硫代谢方面的性质,以嗜酸性氧化亚铁硫杆菌野生型为对照,我们测定了各菌株在9K-S0液体培养基、9K-K2S4O6液体培养基以及9K-FeSO4液体培养基中的生长,连四硫酸盐的利用效率,连四硫酸盐水解酶酶活以及三种培养条件下相关硫氧化基因转录水平的变化,结果表明(1)嗜酸性氧化亚铁硫杆菌tetH基因高效表达工程菌可以更好地利用硫粉或者连四硫酸盐进行生长,并且在连四硫酸盐培养基中生长相对野生型明显提高,但生长总量不及以元素硫为能源物质时的生长总量。(2)嗜酸性氧化业铁硫杆菌tetH基因敲除突变株不能利用连四硫酸盐进行生长,但是可以在硫粉为能源物质下进行生长,且其生长要慢于野生型菌株,证明tetH基因确实编码连四硫酸盐水解酶,而且是该菌唯一能够代谢连四硫酸盐的水解酶。tetH基因的缺失并不阻止该菌以硫粉(S0)为能源的生长代谢,分析认为可能存在绕过连四硫酸盐产生的其他途径。(3)在亚铁离子为唯一能源下,tetH基因缺失突变株可以生长,且培养物中的Fe2+的浓度降低速率要快于野生型,而tetH基因高效表达工程菌培养物中的Fe2+的浓度降低速率最慢,该实验结果与连四硫酸盐水解酶具有还原Fe3+为Fe2+的功能相符。(4)不同培养条件下各菌株荧光定量PCR结果表明tetH基因与doxD2基因的转录具有协同性,doxD2基因在硫代硫酸盐的代谢中起关键作用,并且AFE0267以及AFE1792两个sqr基因中,我们首次提出前者在硫化氢代谢中可能起主要作用。为了研究tetH基因缺失后对该菌整个硫代谢网络的影响,我们正在利用转录组学的方法进行深入分析。