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1、张成桂等:嗜酸氧化亚铁硫杆菌doxDA操纵元的鉴定与分析1005嗜酸氧化亚铁硫杆菌doxDA操纵元的鉴定与分析张成桂彭安安罗炎杰张瑞永夏金兰*邱冠周(中南大学资源加工与生物工程学院生物冶金教育部重点实验室长沙410083)摘要:本文利用RT-PCR方法从转录水平上分别对A.ferrooxidansATCC23270基因组中可能编码硫酸盐-硫代硫酸盐结合蛋白基因sbp、膜结合硫代硫酸盐-辅酶Q氧化还原酶基因doxDA以及类硫氰酸酶基因p21等开放阅读框所在的基因座之间的联系进行了鉴定和分析,结果表明它们分别从属于预测的doxDA-1操纵元和doxDA-2操纵元。在此基础上
2、,本文对doxDA操纵元的可能启动子序列也进行了预测和分析。关键词:嗜酸氧化亚铁硫杆菌,doxDA操纵元,硫氧化CharacterizationofthedoxDAOperonsofAcidithiobacillusferrooxidansZHANGCheng-GuiPENGAn-AnLUOYan-JieZHANGRui-YongXIAJin-Lan*QIUGuan-Zhou(KeyLaboratoryofBiometallurgyofMinistryofEducationofChina,SchoolofResourcesProcessingandBioengineer
3、ing,CentralSouthUniversity,Changsha410083)Abstract:Reversetranscriptase-PCRexperimentssuggestthatthetwoclustersofgenespotentiallyinvolvedintheoxidationofreducedsulfurcompoundsareorganizedasoperonsinstrainoftheacidophilic,chemolithoautotrophicbacteriumAcidithiobacillusferrooxidansATCC2327
4、0,thetwoclustersofgenesincludingsuchtheORFofputativesulfate-thiosulfate-molybdatebindingproteins,theORFofputativethiosulfate:quinoneoxidoreductaseandtheORFoftherhodanese-likeprotein(P21).Bioinformaticanalyseshavepredictedthepossiblepromoterssequencesandthepossible+1startsiteoftranscripti
5、onforthedoxDAoperons.Keywords:Acidithiobacillusferrooxidans,doxDAoperons,Sulfuroxidationhttp://journals.im.ac.cn/wswxtbcn张成桂等:嗜酸氧化亚铁硫杆菌doxDA操纵元的鉴定与分析1005近年来由于金属硫化矿生物浸出对资源利用的重要性以及金属硫化矿废堆酸性渗流液引起的环境问题,有关金属硫化矿生物氧化和生物浸出机制的研究引起了相关科学工作者的重视。目前,对重要的硫化矿生物浸出功能菌嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)为代表的嗜酸硫杆菌属的能量
6、代谢机制方面的研究最为广泛和深入[1]。嗜酸氧化亚铁硫杆菌是一种硫杆菌属化能自养菌,属于革兰氏阴性细菌,好氧嗜酸,主要生长在pH1~3的环境中,是迄今已报道的20多种浸矿细菌中研究最多的浸矿细菌。浸矿酸性环境中,A.ferrooxidans在有氧条件下依靠Fe2+http://journals.im.ac.cn/wswxtbcn张成桂等:嗜酸氧化亚铁硫杆菌doxDA操纵元的鉴定与分析1005、金属硫化矿分解产生的元素硫以及其它各种还原性硫化物氧化来提供生长能量,促进嗜酸硫氧化细菌自身生长;同时维持浸矿环境中金属离子不断浸出所需要的高铁离子和质子[2,3]。相对于亚铁氧化
7、系统[4],硫氧化系统更加复杂,相关研究还有许多悬而未决的问题。嗜酸硫氧化细菌对元素硫的氧化是一个错综复杂的过程。在该过程中,细菌的胞外物质介导着细菌对元素硫的吸附,细菌外膜蛋白进而将吸附硫转运到细胞周质空间,元素硫经过一系列生物氧化途径,最终被氧化为硫酸根离子,并被释放至胞外介质中。对A.ferrooxidansATCC23270全基因组基因功能注释(www.tigr.com)分析发现,没有与元素硫氧化系统相关的功能基因的详细注解。尽管人们对硫还原功能基因以及硫还原途径有了较深入的了解,但至今对硫生物氧化途径的了解仍然是零星和不完整的(
