假单胞菌属中聚羟基脂肪酸酯合酶的多样性挖掘：揭示新型生物塑料合成酶类及其水平基因转移传播机制

来自全球的研究团队对186种假单胞菌（包括33株南极菌株）的859个基因组展开深度分析，系统研究了聚羟基脂肪酸酯(PHA)合成酶(PhaCs)的多样性、系统发育分布及结构特征。研究发现南极菌株P. frigusceleri MPC6携带5种PhaCs（含潜在新型类别），所有酶类均保持高度保守的三维结构，且多个phaC基因位于可移动遗传元件中。该研究揭示了假单胞菌属PhaCs的惊人多样性及其水平转移传播机制，为开发新型生物塑料提供了重要酶资源。

　　

这项大规模研究揭开了假单胞菌属中聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate, PHA)合成酶(PhaCs)的神秘面纱。科研人员对186个假单胞菌物种（含33株耐寒的南极菌株）的859个基因组进行深度挖掘，通过基因鉴定、多序列比对、系统发育分析和三维结构预测等前沿技术，发现这些能生产生物塑料的关键酶类展现出惊人的多样性。

引人注目的是，多数菌株携带两个II类PhaCs，而南极分离株P. frigusceleri MPC6更是突破认知——其基因组中潜伏着5个PhaCs基因，其中一个可能代表全新类别。尽管这些酶在氨基酸序列上存在显著差异，但计算机预测显示它们都保持着高度保守的三维结构，这种"形变神不变"的特性令人着迷。

研究还捕捉到多个phaC基因"搭便车"的证据——它们巧妙地隐藏在基因组岛、噬菌体和质粒等可移动遗传元件中，暗示水平基因转移是这些生物塑料合成"秘方"在微生物界传播的重要途径。这些发现不仅为理解细菌适应性进化提供了新视角，更为开发环境友好型生物材料开辟了新道路。南极菌株中独特的PhaCs尤其令人期待，它们可能催化生成具有特殊单体组成的PHA，为制造性能各异的生物塑料提供丰富"分子工具箱"。