Novosphingobium pentaromativorans US6-1降解多环芳烃过程中细胞色素P450单加氧酶基因JI59-RS20900的研究

摘要

多环芳烃(PAHs)是一类难降解,毒性高的持久性有机污染物.通过微生物降解环境中的PAHs也成为目前最环保、最有效的治理方法.研究发现微生物在降解PAHs过程中,大多数微生物降解PAHs的第一步反应是环羟化加氧酶催化的环羟化加氧反应,这也是PAHs降解过程中最关键的一步反应.本研究选择新鞘氨醇杆菌属内模式种NovosphingobiumpentaromativoransUS6-1作为研究对象,该菌株能够降解苯并[a]芘(BaP)、芘、菲和萘等多环芳烃.通过对US6-1全基因组序列分析发现US6-1有五个质粒,并且US6-1中有多个可能与多环芳烃降解有关的环羟基化加氧酶(RHD)和细胞色素P450单加氧酶(CYP).其中细胞色素P450单加氧酶基因有14个,9个位于染色体上,1个位于质粒PLA1,4个位于质粒PLA3.通过转录组表达分析发现在BaP作为唯一碳源和能源第6天(降解率为14.54％)时,细胞色素P450单加氧酶基因JI59-RS20900,JI59-RS08470,JI59-RS08480,JI59-RS08485,JI59-RS23900相对对照组(饥饿12h)显著上调,其中上调最为明显的是JI59-RS20900,相应的电子传递链基因JI59-RS20905(铁硫蛋白),JI59-RS20910(FAD还原酶)也呈现明显的上调.由于细胞色素P450单加氧酶JI59-RS20900与电子传递链基因在BaP压力下显著且协同上调.由此推测JI59-RS20900很可能与PAHs降解相关.