耐盐假单胞菌PNPBRP5(2)对硝基酚生物修复的趋化机制与生物信息学整合研究

《Archives of Microbiology》：Integrative bioinformatics and chemotactic insights into p-nitrophenol bioremediation by halotolerant aquatic Pseudomonas sp. strain PNPBRP5(2)

本研究针对水体对硝基酚(PNP)污染问题，通过分离耐盐假单胞菌PNPBRP5(2)，结合生物信息学与趋化实验，揭示其通过pnpA酶介导的PNP降解途径（经对苯醌中间体），60小时降解率达98%，为PNP污染水体的生物修复提供新策略。

　　

科学家从池塘水中分离出一株耐盐的革兰氏阴性细菌PNPBRP5(2)，通过16S rRNA（核糖体RNA）基因测序鉴定为假单胞菌属。这株菌能以对硝基酚(PNP)作为唯一碳源进行生长，最适降解浓度为0.5 mM（毫摩尔），60小时内可实现98%的高效降解。降解过程会产生对苯醌(PBQ)作为水解中间体，并伴随亚硝酸根离子的释放。

有趣的是，趋化实验表明该菌株对PNP及其相关化合物表现出明显的"正向奔赴"行为。其中对4-氨基酚(4AP)的趋化指数(CI)最高达6.67（200 μM（微摩尔）浓度下），对PNP（CI: 4.64）和PBQ（CI: 3.2）也显示出较强吸引力。生长实验进一步证实该菌具备将三种外源化合物完全矿化的遗传能力。

为深入探索分子机制，研究人员采用生物信息学方法，对关键酶——对硝基酚-4-单加氧酶(pnpA)进行同源建模，并从蛋白质数据库(PDB)获取结构进行分子对接模拟，从原子层面揭示了酶与底物的相互作用方式。这种整合生物学信息与实验验证的研究方法，为理解PNP生物降解的分子基础提供了更全面的视角，凸显了该菌株在修复PNP污染水域方面的生物技术潜力。