海洋交替单胞菌属中胞外聚(3-羟基丁酸酯)解聚酶的鉴定及其在物种间的系统发育分布

为解决海洋环境中聚(3-羟基丁酸酯)(P(3HB))的生物降解机制问题，研究人员聚焦海洋P(3HB)降解菌Alteromonas sp. D210916BOD_24，通过基因组分析鉴定了其胞外解聚酶(PhaZ)基因，证实该酶含典型海洋细菌结构域（催化域、底物结合域和纤连蛋白III型连接域），基因敲除实验和重组蛋白活性验证揭示了PhaZ的关键作用。进一步系统发育分析发现PhaZ基因在4/20的交替单胞菌株中存在，且基因排布差异显著，暗示水平转移发生于物种分化后。该研究为海洋塑料降解的酶学机制提供了新见解。

　　

海洋环境中，聚(3-羟基丁酸酯)(P(3HB))这种脂肪族聚酯的快速降解，离不开一类神秘剪刀手——胞外P(3HB)解聚酶(PhaZ)的催化。科研团队从海洋P(3HB)降解专家Alteromonas sp. D210916BOD_24的基因组中，揪出了这个关键酶的基因。解码显示，这个PhaZ同源蛋白装备精良：中央藏着带脂酶盒的催化域，两侧配备双区底物结合域，还有纤连蛋白III型连接域保驾护航，活脱脱一副标准海洋细菌酶的模样。当科学家们用基因敲除技术废掉这个酶后，菌株立刻丧失降解超能力；而重组表达的PhaZ蛋白则能把P(3HB)大卸八块，实锤了其降解功能。更有趣的是，在20株交替单胞菌的基因组大搜查中，仅有4株携带PhaZ基因，且D210916BOD_24在16S rDNA家族树上与其他三株隔海相望。它们的基因邻居排布就像混乱的乐高积木，连大片段基因的位置和方向都南辕北辙，暗示着这些降解技能可能是通过水平基因转移在物种分家后偷偷传递的。这项发现不仅揭开了海洋微生物啃塑料的分子秘籍，还为理解环境适应基因的进化剧本提供了新线索。