摘要随着甾类化合物污染的日益加重,研究甾类化合物的快速降解迫在眉睫。目前对甾类化合物的代谢途径研究中,雄激素睾丸酮代谢途径的研究已经基本完善,而对于雌激素代谢途径的研究尚在初步阶段。因此,本文选择从南海污泥筛选得到菌株M39,进一步研究17β-雌二醇(17β-E2)的代谢途径。所获得的主要研究结果如下:<br> 利用生理生化、16S rRNA分子鉴定和扫描电镜等方法,初步确定菌株M39为恶臭假单胞菌属,革兰氏阴性菌,细胞形态为杆状。<br> 菌株M39能够利用17β-E2作为唯一碳源,在第20天生长OD600为0.12,第25天降解率为100%及蛋白含量为50μg/mL。在以17β-E2唯一碳源的培养液中添加1/102216E作为辅助碳源进行培养,发现M39利用17β-E2的降解周期缩短,在第6天生长OD600为0.8,第9天降解率为100%,第8天蛋白含量为800μg/mL。通过GC-MS检测菌株降解17β-E2的代谢中间产物,发现M39以17β-E2为唯一碳源培养6 h后,检测到雌酮(E1)的累积;而M39以E1为唯一碳源培养6 h后,检测到醋酸雌酮(COA-E1)的累积。推测17β-E2先被菌株M39降解为E1,而E1再被降解为COA-E1。<br> 通过转录组和基因组测序分析,筛选出17个可能参与M39降解的基因,并对这些基因进行了mRNA相对表达量验证。结果表明,这17个基因可能参与了17β-E2的代谢,其中有12个基因在17β-E2降解初期有上调表达。目前尚未见报道微生物中能降解17β-E2的关键基因,仅有文献推测可能是加氧酶或3β-HSD基因。因此预测111(3β-HSD)、300(3β-HSD)、3131(雌二醇裂环双加氧酶)和4883(雌二醇裂环双加氧酶)可能是M39降解17β-E2降解的关键基因。<br> 通过分子克隆技术构建了预测基因的工程菌株并且验证了其降解17β-E2的降解率和代谢中间产物。降解率检测结果表明,111和300基因降解17β-E2降解率分别为17.7%和79.23%;111、3131和4883基因降解E1的降解率分别为28%、89.88%和83%。代谢中间产物检测结果表明,111和300基因将17β-E2转化为E1。此外,111基因将17β-E2的C3位上面的羟基脱去,将17β-E2转化为Estra-1,3,5(10)-trien-17-ol。
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