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苯酚降解基因的研究現(xiàn)狀
苯酚的降解基因通常成簇排列，位于大質(zhì)粒上或染色體上。在好氧菌中,苯酚羥化酶基因是降解苯 酚的關(guān)鍵基因，編碼苯酚降解途徑的第一個(gè)酶，負(fù)責(zé) 將苯酚轉(zhuǎn)化為鄰苯二酚；將鄰苯二酚開(kāi)環(huán)裂解為三 羧酸（TCA）產(chǎn)物，是由鄰位和間位酶負(fù)責(zé)的。鄰苯二 酚的進(jìn)一步降解具有不同的途徑和酶系統(tǒng)：鄰苯二 酚 2，3-雙加氧酶 （C23O，間位裂解），或鄰苯二酚 1，2-雙加氧酶 （CatA，鄰位裂解）。
這類雙加氧酶 （C23O，CatA），分別由 C23O 和 CatA 等雙加氧酶基 因編碼,它們?cè)诓煌慕到饩芯哂懈叨鹊耐葱浴陌咨钪榫?TL3 中提取出鄰苯二酚 1，2-雙加氧酶，它具有很高 的耐酚性和高效的降酚性能。它是由 puriWed 酶通 過(guò)硫酸銨沉淀，葡聚糖 G-75 凝膠 Wltration 和 HiTrap Q 瓊脂糖凝膠柱層析得到。最佳生存溫度和 pH 值分 別是 25 °C 和 8.0。
對(duì)底物分析顯示 puriWed 酶是鄰 苯二酚 1，2-雙加氧酶的一種，鄰苯二酚 1，2-雙加氧 酶的多肽測(cè)序片段和 MALDI-TOF/TOF 總量測(cè)定為 BLAST 分析提供了氨基酸序列信息，BLAST 分析結(jié) 果顯示鄰苯二酚 1，2-雙加氧酶與從念珠菌中得到 的 CaO19_12036 蛋白質(zhì)具有高度的同源性。
運(yùn)用功能 性基因分析技術(shù)定量評(píng)價(jià)生物反應(yīng)器中的苯酚羥 化酶多樣性。首先對(duì)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的活性污泥中的細(xì) 菌進(jìn)行苯酚降解遺傳多樣性的定量分析，用加入苯 酚的合成污水喂養(yǎng)首批順式流化床，得到的活性 污泥中提取 DNA 基因組，用于主要亞基苯酚羥化 酶（LmPH）基因的保守?cái)U(kuò)增，并產(chǎn)生克隆庫(kù)。經(jīng)過(guò)系 統(tǒng)發(fā)育分析和9 個(gè)月的實(shí)時(shí) PCR 分析，LmPH 基因 拷貝總數(shù)基本上仍然穩(wěn)定，但是在修訂的苯酚污泥 中，苯酚降解顯著變化的同時(shí) LmPH 基因多樣性也 50 環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì) 在增加，這表明活性污泥中苯酚降解效率取決于所 結(jié)合的一些多余物種的活性。
在 2001 年分離出睪丸酮叢毛單胞 降酚菌 R5，進(jìn)一步研究 R5 降解途徑的苯酚羥化酶基因（Phc），發(fā)現(xiàn)與其他的苯 酚羥化酶基因具有不同的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制。3 個(gè)調(diào)節(jié) 蛋白參與了轉(zhuǎn)錄，其中一個(gè)是 NtrC 家族中常見(jiàn)的積 極參與調(diào)節(jié)其他苯酚羥化酶，另一個(gè)抑制 Phc 的錯(cuò) 亂表達(dá)，還有一個(gè)對(duì) Phc 進(jìn)行擴(kuò)增表達(dá)。
這個(gè)細(xì)致的 機(jī)制使得降酚菌 R5 表現(xiàn)出了相對(duì)高的苯酚充氧活 性，同時(shí)也表明降解酶的表達(dá)模式也將是多樣化的， 并可能影響分解行為。從受苯酚污染的水體里分 離出苯酚和甲酚降解假單胞菌，通過(guò)苯酚羥化酶 （LmPH） 和鄰苯二酚 2，3-雙加氧酶的序列分析，同 時(shí)依據(jù)質(zhì)粒傳染 pheBA 子編碼的鄰苯二酚 1，2-雙 加氧酶和單組分苯酚羥化酶的結(jié)構(gòu)，在表明物種的 菌株和遺傳因子的系統(tǒng)分組菌株之間比較 catA 基 因序列，在由 B 遺傳因子得到的 P. Xuorescens 菌株 中 LmPHs 和 C23Os 相似，而在 P. mendocina 菌株中 遺傳異質(zhì)性卻很明顯，由遺傳因子 C 和 F 得到的 P. Xuorescens 菌株含有 pheBA 遺傳操縱子，由遺傳 因子 B 得到的 P. putida 菌株是通過(guò) ortho 途徑降解 苯酚的，大多數(shù)的這種菌株也檢測(cè)到這種操縱子，遺 傳多樣性的代謝基因結(jié)合的結(jié)果表明幾乎沒(méi)有酚醛 化合物降解的中間路線。
將大腸桿菌 S17-1 的 Tn5 轉(zhuǎn) 座子中獲得的自殺性質(zhì)粒作為載體與具有抗生素耐 藥性的供體菌的質(zhì)粒 pAG408 融合，在菌株 HB101 的含有 mob 基因的質(zhì)粒 pRK600 的幫助下，綠色熒 光蛋白基因 gfp 通過(guò)細(xì)菌交配轉(zhuǎn)化到受體假單胞菌 中，假單胞菌從受苯酚污染的工業(yè)廢水中分離得到， 可以降解苯酚，這樣就獲得了既可以降解苯酚又同 時(shí)具有耐藥性的工程菌，在紫外光照射下發(fā)出明亮 的綠光，這表明將綠色熒光蛋白基因 gfp 融合到假 單胞菌上不會(huì)影響它們的降解性能。
從煉油廠廢水中分離得到醋酸鈣 不動(dòng)桿菌 PHEA-2，在苯酚及苯甲酸的環(huán)境中富集 馴化培養(yǎng)，研究表明醋酸鈣不動(dòng)桿菌 PHEA-2 和 NCIB8250 的苯酚羥化酶都屬于一個(gè)復(fù)雜的酶。通過(guò) 完整的核苷酸序列，進(jìn)行 DNA 序列分析表明苯酚羥 化酶的編碼基因 （mph） 及其在醋酸鈣不動(dòng)桿菌 PHEA -2 中的下游編碼基因與醋酸鈣不動(dòng)桿菌 NCIB8250 中的不同。在醋酸鈣不動(dòng)桿菌 PHEA-2 中 可能存在 mph-ben-cat 基因區(qū)。[7]

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