科学家展示醋杆菌如何帮助分解丁二烯

导读 1,3-丁二烯(BD)广泛用于生产橡胶、热塑性树脂和尼龙。长期暴露在BD污染的环境中会引起眼痛、视力模糊、咳嗽和嗜睡,增加白血病的发病率。国

1,3-丁二烯(BD)广泛用于生产橡胶、热塑性树脂和尼龙。长期暴露在BD污染的环境中会引起眼痛、视力模糊、咳嗽和嗜睡,增加白血病的发病率。国际癌症研究机构已将BD列为一类人类致癌物。因此,阐明BD的过程和机制以及微生物转化可能有助于正确评估其环境风险。

中科院应用生态研究所杨毅、颜军建立了以河流底泥为接种源的厌氧BD生物转化微观世界。他们发现,在微观系统中,BD经历了氢化反应,并迅速转化为1-丁烯,同时产生乙酸盐,醋杆菌数量不断增加。

研究人员通过宏基因组测序和生物信息学分析组装了94%完整的醋杆菌基因组图谱,发现占优势的醋杆菌种群是A.wieringae种的新菌株,命名为菌株N。

N菌株基因组中含有多个编码黄素蛋白氧化还原酶和短链脱氢酶/还原酶的基因,研究人员认为这些基因可能参与了BD的厌氧生物加氢。

这项研究首次证明了醋杆菌在BD转化中的重要性。此外,研究人员认为,挖掘氢化酶相关基因可能为开发用于BD工业转化为1-丁烯的高效生物催化剂提供新途径。