一株鞘氨醇单胞菌对多环芳烃的降解特性及菲降解途径研究

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1、厦门大学硕士学位论文一株鞘氨醇单胞菌对多环芳烃的降解特性及菲降解途径研究姓名：雷欢申请学位级别：硕士专业：水生生物学指导教师：田蕴20080701摘要多环芳烃是一类在环境中有广泛分布的有机化学污染物，具有“三致”性(致畸、致突变、致癌)，通过食物链的传递会对生态环境和人体健康造成极大危害。微生物修复是消除PAHs污染的有效方式。研究降解菌的遗传控制、探索代谢途径、解析相关酶系和功能基因，从而构建基因工程菌株用于污染环境的生物修复是当前研究的热点。本论文对一株筛选自厦门博坦油码头表层海水的高效菲降解细菌Sphingomonassp．H的生理生化特征、对PAHs的

2、降解特性、降解条件、降解关键酶基因、差异表达蛋白质组等方面进行了较为系统的研究，获得的主要结果如下：l-降解能力测定显示，鞘氨醇单胞茵H能以菲和荧蒽作为唯一碳源生长，并能利用PAHs代谢途径中的中间产物，包括2一萘酚、水杨酸、邻苯二酚、苯酚和原儿茶酸。利用均匀设计对鞘氨醇单胞菌H降解菲的条件进行优化，DPS软件数据处理系统分析表明在接种量OD600为0．5，菲起始浓度为498．467mgL一，降解时间为47．099h时，降解速率最大为8．104mgL‘1h～，降解率可达76．6％。2．通过引物设计的方法，从鞘氨醇单胞菌H中扩增得到全长的邻苯二酚．2，3．双加氧

3、酶基因(C230)，从分子生物学角度证明了PAHs降解过程中的重要酶系邻苯二酚．2，3．双加氧酶(C230)在鞘氨醇单胞菌H中的存在。对C230基因构建了重组表达载体，成功在表达宿主大肠杆菌￡．coliBL21(DE3)中进行表达，基因在宿主中以溶解蛋白和包涵体形式同时存在。可以进一步推断鞘氨醇单胞菌H降解菲的基本途径是在C230的作用下经由水杨酸途径问位裂解(meta—cleavage)苯环，生成2．羟基粘康酸半醛(2．HMS)，从而降解菲。3．采用2-DE(双向凝胶电泳)结合LC．MS／MS(串联质谱)，研究鞘氨醇单胞菌H在菲诱导与无菲诱导(对照)状况下的

4、蛋白质表达．对差异蛋白的生物质谱结果进行分析，得到多个代谢途径中的关键酶(加氧酶、脱氢酶、醛缩酶等)，结合鞘氨醇单胞菌H的降解特性与降解基因的研究结果，最终推导出鞘氨醇单胞菌H降解菲较为完整的代谢途径。摘要关键词：多环芳烃，生物降解，菲，鞘氨醇单胞菌，双加氧酶，表达蛋白质组，代谢途径AbstractPolycyclicaromatichydrocarbons(PAHs)areoneclassoforganicpollutants，widelydistributedintheenvironment．Theyarecarcinogenic，teratogenic，

5、andmutagenictolivingorganismsbyfoodchain．ItisanefficientwaytorecoverPAHscontaminationbymicrobialremediation．ItisahotspotfieldtoconstructGeneticEngineeringMicroorganisms(GEMs)capableofbioremediatingcontaminatedenvironment，whichdenpendsontheelucidationofgenesandcorrespondingenzymesinv

6、olvedinPAHsdegradationandthereforetheclarificationofgeneticregulationandmembolismpathways．Inthisresearch，strainHwasusedtostudythephysiologicalandbiochemicalfeatures，thePAHsdegradativecharacteristicsandoptimizethedegradationofPAHs，identifyingthefunctionalgenesandenzymesinvolvedintheb

7、iodegradation，andelucidatingPAHsbiodegradativepathway．Themainresultswereasfollows：1．StrainHcanutilizeawiderangeofPAHsmadeof2-4aromaticringsasthesolecarbonsourceanddegradethesePAHcompounds．Useuniformdesignexperimentationtooptimizethedegradationconditions，thedegradationvelocityofphena

8、nthrene(498．467mgL。