深海鄰苯二甲酸酯降解菌的分離鑒定與降解特性研究.pdf

1、以鄰苯二甲酸二甲酯(DMPEs)的三種同分異構(gòu)體(鄰苯二甲酸二甲酯(DMP),間苯二甲酸二甲酯(DMI),對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT))為底物,從大西洋與印度洋深海底質(zhì)樣品中富集分離到22株鄰苯二甲酸酯(PAEs)降解菌,包括7株細(xì)菌,8株酵母菌和7株絲狀真菌。通過(guò)細(xì)菌的16S rDNA、酵母菌的26S rDNA的D1/D2區(qū)、真菌的ITS序列分析結(jié)合形態(tài)學(xué)觀(guān)察對(duì)這些PAEs降解菌進(jìn)行分類(lèi)鑒定。結(jié)果顯示,細(xì)菌分屬于假單胞菌、微球菌、以及芽

2、胞桿菌屬,酵母菌中包括紅酵母、赤色酵母和海冬孢酵母,絲狀真菌包括曲霉和青霉,顯示了極高的種屬多樣性。
　　菌株的PAEs降解效率定量分析顯示,所有菌株對(duì)其篩選底物都有不同程度的降解能力。其中一株紅酵母菌Rhodotorula mucilaginosa05-MAR-Y3具有很強(qiáng)的PAEs降解能力,可在6天內(nèi)完全降解30 mg/1的DMT,因此被選出來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。分析Rhodotorula mucilaginosa05-MAR-

3、Y3對(duì)于DMPEs的三種同分異構(gòu)體的降解途徑,發(fā)現(xiàn)菌株對(duì)于不同同分異構(gòu)體的DMPEs,其降解途徑有很大的差異。其對(duì)于對(duì)位的DMPEs(DMT),可將其經(jīng)由單酯轉(zhuǎn)化為對(duì)苯二甲酸,但不能繼續(xù)降解對(duì)苯二甲酸。而對(duì)于間位的DMPEs(DMI),只能通過(guò)一步酯水解反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為單酯,但間苯二甲酸單甲酯為代謝終產(chǎn)物,進(jìn)一步的降解沒(méi)有發(fā)生。而對(duì)于鄰位DMPEs(DMP)的降解,其能將二酯通過(guò)酯水解反應(yīng)轉(zhuǎn)化為單酯,并進(jìn)一步降解單酯,但是,單酯的降解并未

4、形成鄰苯二甲酸,而是通過(guò)一條未知的途徑進(jìn)行降解。具體到單酯如何再進(jìn)一步降解,目前還不清楚,需要進(jìn)一步的研究。上述結(jié)果暗示深海酵母菌Rhodotorula mucilaginosa05-MAR-Y3在降解不同同分異構(gòu)體的DMPEs時(shí),其產(chǎn)生的水解酯酶具有高度的底物特異性。
　　為了進(jìn)一步的驗(yàn)證上述推測(cè),我們以DMT為誘導(dǎo)底物從Rhodotorulamucilaginosa05-MAR-Y3分離純化到一個(gè)酯酶蛋白。該酯酶蛋白為胞內(nèi)蛋白

5、,分子量92 kDa,由兩個(gè)相同的亞基組成。酶學(xué)性質(zhì)研究表明,該酶的最適反應(yīng)溫度為50℃,最適反應(yīng)pH為8。Cu2+、EDTA對(duì)酶活性有顯著抑制作用,Zn2+可輕微抑制酶活性,Ni2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Na+、Sr2+等金屬離子對(duì)酶活無(wú)影響。底物特異性分析顯示,該酶只能水解鄰苯二甲酸二甲酯的三種同分異構(gòu)體,而對(duì)單酯則不能水解,顯示了很好的底物特異性。這一結(jié)果也證實(shí)了深海真菌酯酶在參與DMPEs苯環(huán)上兩個(gè)酯健的水解過(guò)程