草甘诱导的酸酶操作子在土壤中的细菌属Achromobacter
Dmitry O Epiktetov1, Alexey V Sviridov1, Sergey V Tarlachkov1,2
1G.K. Skryabin Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms, Federal Research Center "Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of Sciences", Russian Academy of Sciences, 5 Prosp. Nauki, 142290 Pushchino, Russia.
两个细菌物种,Achromobacter insolitus和Achromobacter aegrifaciens,使用新型酸酶降解草甘. 它们的基因组揭示了这一过程的独特基因集群,包括用于分解有机酸盐的新酶.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 生物化学 生物化学
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 艾克罗巴克特异性菌和艾克罗巴克特异性菌是已知的除草剂草甘的细菌降解剂.
- 草甘的降解通常由酸酶 (phosphonoacetaldehyde hydrolase,EC 3.11.1.1) 介导.
研究的目的:
- 为了净化和描述来自A. insolitus和A. aegrifaciens的酸酶.
- 识别和分析这些细菌中酸酶基因的遗传背景.
- 研究参与草甘代谢的新型酶.
主要方法:
- 酶净化以达到电泳性同质性.
- 纯化酸酸的动态特征.
- 基因组DNA测序和基因鉴定.
- 生物信息分析和in silico模拟.
主要成果:
- 两种菌株的酸酸酶都被净化和特征化,与之前描述的酶相比,它们显示出明显的动力特性.
- 来自A. insolitus的酸酶分离成两种稳定形式,具有相似的动力学,但不同的树脂相互作用.
- 基因组测序揭示了独特的基因集群,其中包含酸盐酶操作子,LysR型转录激活剂,假定含铁氧酶 (PhnHD) 和假定含黄素氧化酶 (HpnW).
- 缺少2-氨基乙基酸氨基转移酶 (PhnW) 的基因,被HpnW取代.
- 在分析中建议1-基-2-氨基乙基酸作为PhnHD的基质和HpnW的甘氨酸衍生物.
结论:
- A. insolitus 和 A. aegrifaciens 具有不同的酸酶系统来降解草甘.
- 鉴定出来的基因集群代表了细菌中有机酸盐代谢的新途径.
- 这些发现的酶,PhnHD和HpnW,扩大了我们对微生物排毒和营养循环的理解.
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