Diaphorobacter sp.菌株DS2中儿茶酚2,3-双加氧酶同工酶的底物偏好性差异及其在芳香族污染物降解中的代谢优势

本文推荐：研究揭示了Diaphorobacter sp. DS2菌株中两种儿茶酚2,3-双加氧酶(C23O64/C23O68)的独特底物偏好性：C23O64特异性催化4-甲基儿茶酚(4-MC)，而C23O68偏好4-氯儿茶酚(4-CC)。通过基因组测序和酶学分析，阐明了第二配位层残基的氢键网络差异(如C23O68中His200-Lys198相互作用)如何影响底物选择性，为微生物在混合污染物环境中的代谢灵活性提供了分子机制解释。

　　

Highlight

材料与方法

实验试剂购自Finar Chemicals、Sisco Research Laboratories和S.D. Fine Chemicals公司。溶菌酶和Bradford试剂来自Thermo Fisher Scientific与Biorad。

菌株与培养基

Diaphorobacter sp. DS2菌株(MTCC No. 11718)首次由本课题组报道。通过PCR从基因组DNA中克隆目标蛋白至pET-21a载体，使用E. coli DH5α进行质粒转化，重组蛋白表达则在...

结果

如表1所示比较了两种同工酶特性，凝胶过滤图谱及纯化步骤的蛋白浓度、酶活数据详见附表S2。

C23O64与C23O68均含有每摩尔蛋白1摩尔铁，EPR静默谱表明为低自旋Fe(II)。酶反应在Tris-Cl缓冲液(pH 7-7.5)中进行，以儿茶酚为底物合成2-HMS...

讨论

本研究首次实现了3-硝基甲苯(3-NT)降解菌Diaphorobacter sp. DS2中两种C23O同工酶(C23O64/C23O68)的表达、纯化与功能解析。这些酶的名称源自早期碎片化基因组注释，为消除歧义，我们采用纳米孔长读长与PacBio短读长混合测序策略，获得4.43 Mb环状基因组(含1条染色体和1个质粒)。

结论

Diaphorobacter sp. DS2的两种C23O同工酶对取代儿茶酚展现出差异化底物偏好：C23O64偏爱4-甲基儿茶酚(来自甲基化硝基甲苯)，而C23O68偏好4-氯儿茶酚(来自氯化硝基苯)。基因组分析揭示了完整的降解操纵子及其转录调控网络，证明该菌通过"代谢武器库"策略适应复杂污染环境。