嗜酸氧化亞鐵硫桿菌中四個ABCtransporter基因的鑒定與分析.pdf

1、作為一種重要的浸礦菌種，嗜酸氧化亞鐵硫桿菌對于很多重金屬離子都具有較高的抗性。研究清楚這種在極端環(huán)境下生長的細(xì)菌的抗性機(jī)理，對于提高微生物的浸礦能力，改良和優(yōu)化微生物冶金工藝具有重要的理論和實(shí)踐意義。
　　 本文探究了嗜酸氧化亞鐵硫桿菌DC對于不同種類的重金屬離子(Ni2+、Mn2+、Al3+、Zn2+、Cd2+)的耐受能力，并首次克隆鑒定了DC菌中與金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān)的四個相連的cation ATP-binding cass

2、ette(ABC)transporter基因。然后應(yīng)用實(shí)時熒光定量PCR技術(shù)檢測了不同濃度的鋅離子刺激時四個基因在轉(zhuǎn)錄水平上的差異表達(dá)情況，并應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄PCR技術(shù)鑒定了四個基因的共轉(zhuǎn)錄情況。最后利用生物信息學(xué)分析技術(shù)對四個基因及其編碼的蛋白做了進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)與功能的預(yù)測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　 At. ferrooxidans DC對Ni2+的最大耐受能力為0.7mol/L，對Mn2+和Al3+的最大耐受能力為0.4mol/L，對Z

3、n2+最大耐受能力為0.6mol/L，Cd2+為0.75mol/L。
　　 經(jīng)NCBI序列比對，At. ferrooxidans DC中與重金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的四個cation ABC transporter基因(Afe2435，Afe2436，Afe2437，Afe2438)的基因序列與標(biāo)準(zhǔn)菌株ATCC23270中這四個基因的序列完全相同。
　　 基因Afe2435，Afe2436，Afe2437，Afe2438對于鋅離

4、子的脅迫非常敏感，具體表現(xiàn)為：在不同濃度的鋅離子刺激下，四個基因在轉(zhuǎn)錄水平上的表達(dá)量均呈上調(diào)趨勢，且隨著鋅離子濃度的增加，上調(diào)倍數(shù)也隨之增加。
　　 共轉(zhuǎn)錄鑒定結(jié)果為：在At. ferrooxidans DC中，基因Afe2435，Afe2436，Afe2437，Afe2438存在共轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象，他們很可能存在于同一個轉(zhuǎn)錄元件中。
　　 生物信息學(xué)分析結(jié)果表明：基因Afe2435，Afe2436編碼的位于細(xì)胞質(zhì)膜上的透性酶，

5、基因Afe2437編碼位于細(xì)胞質(zhì)膜上的ATP結(jié)合蛋白，基因Afe2438編碼周質(zhì)空間上的鋅離子結(jié)合蛋白。
　　 綜上所述，At.ferrooxidans DC中的這四個cation ATP-binding cassette(ABC) transporter基因(Afe2435,Afe2436,Afe2437,Afe2438)共同組成了一個轉(zhuǎn)運(yùn)鋅離子的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)子，它們對于At.ferrooxidansDC能夠耐受較高濃度的鋅離子