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应用分子生态学方法,研究在不同芳香族化合物胁迫下,海洋沉积物中细菌群落结构的演替规律。在实验室建立驯化系统,向海洋沉积物中分别添加芘和苯甲酸钠,采用Illumina Mi Seq高通量测序技术分析实验组和对照组细菌群落16S r RNA基因V3-V4可变区数量的组成及变化,研究沉积物中添加芘、苯甲酸钠后,微生物群落多样性和群落结构的变化。实验结果表明:添加芘、苯甲酸钠极大地降低了海洋沉积物中菌群丰度和多样性;在添加苯甲酸钠实验组,变形杆菌门中海杆菌属(Marinobacter),假海源菌属(Pseudidiomarina)的细菌得到显著富集;在添加芘实验组中拟杆菌门中的Balneola属,碳酸噬胞菌属(Aequorivita)得到极大富集。初步分析了海洋沉积物环境中不同多环芳烃胁迫下,细菌群落结构的演替特征,该实验结果为海洋环境中针对不同芳香烃的微生物修复提供理论依据。从海底沉积物的样品中,筛选出一株能够以苯甲酸钠为唯一碳源的芽孢杆菌,该海洋细菌能够通过龙胆酸途径降解苯甲酸钠。针对该途径中的关键酶龙胆酸1,2-双加氧酶的基因,运用Touch down PCR和TAIL PCR成功扩增出该基因的完整阅读框。该阅读框包含1143bp,编码379氨基酸残基,预测相对分子量为42.9k Da。BLASTx比对显示这段基因编码的氨基酸序列与已发现或预测的其他龙胆酸1,2-双加氧酶相似性均低于59%。这段基因编码的氨基酸序列与Geobacillus kaustophilus GBlys中的龙胆酸1,2-双加氧酶具有52%的相似性,与Bacillus halodurans C-125中龙胆酸1,2-双加氧酶有50%相似性,与Paenibacillus sp.Ny Z101中龙胆酸1,2-双加氧酶相似性为49%,与Escherichia coli O157:H7 str.Sakai中龙胆酸1,2-双加氧酶相似性为36%。通过分子建模模拟该蛋白亚基的分子结构,分析蛋白亚基与底物分子的对接结果,推测His114,His116,His155与亚铁离子构成催化核心,Trp91,Asp72,Asp189,Arg74可能在催化过程中起了一定的作用。将该基因连入表达载体成功实现了酶蛋白的异源表达。研究表明该蛋白酶在30℃,p H 8.0条件下具有最大的酶活性,二价铁离子能够显著地提高酶活性。该蛋白酶不能催化与龙胆酸结构类似的一系列底物,具有严格的底物专一性。该实验结果为研究该酶的催化机制奠定了基础。