Acidaminobacter sp.菌厌氧降解微囊藻毒素的分子机理

目前微囊藻毒素（MC）生物降解方面的研究主要集中在好氧降解，对厌氧降解过程的认识仍然缺乏。通过前期研究，首次分离并鉴定了一株高效MC厌氧降解菌Acidaminobacter sp. CJ5，并且发现该菌降解MC的机理与已知的好氧菌不同，但是厌氧降解的具体途径还不清楚，国内外亦无相关报道。本项目以CJ5菌为实验材料，拟对MC厌氧降解的途径及其分子机理展开研究。通过酶抑制剂抑制降解酶的活性，使MC发生不完全降解，利用获得的中间产物信息推测MC厌氧降解的具体途径；通过质粒测定和消除实验，确定MC降解基因是否位于CJ5菌的质粒上，并据此选择相应的策略构建基因文库，筛选降解基因簇，并对基因功能进行分析和验证。结合降解产物信息和基因信息，从分子水平阐明MC的厌氧降解机理。希望通过本研究，能够促进对MC转化过程的全面了解，为正确预测和评价MC的危害提供理论依据，也为今后进行MC污染的生物防治创造条件。

厌氧降解是富营养化水体中MC去除的主要途径之一，但是目前尚无关于该降解途径及其分子机理的报道。本项目通过鉴定MCLR厌氧降解的中间产物，对该降解途径进行了研究。结果表明， MCLR厌氧降解过程首先打断第1位和第2位氨基酸之间的Ala- Leu肽键，生成线型MCLR（H-Leu-MeAsp-Arg-Adda-Glu-Mdha-Ala-OH），然后该产物进一步分解生成Adda，这一降解途径不同于已知的好氧降解途径。构建了CJ5菌的基因文库，通过检验粗酶对MCLR的降解活性对文库进行筛选，但是未能筛选出阳性克隆。通过PCR和步移PCR技术，从一株好氧降解菌X20基因组中克隆出MC降解基因mlrA，mlrC和mlrD的全序列，对mlrA和mlrD基因所编码的蛋白进行了生物信息学分析，确定MlrA酶可能为膜蛋白，其N端含有一个长度为26个氨基酸的信号肽，该蛋白属于Abi蛋白质家族。mlrD基因所编码的MlrD为转运蛋白，含有PTR2结构域，该蛋白可能与MCLR及其降解产物的转运有关。