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)境下生長的細菌的抗性機理，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菌中與金屬離子轉運密切相關的四個相連的cation ATP-binding cass

2、ette(ABC)transporter基因。然后應用實時熒光定量PCR技術檢測了不同濃度的鋅離子刺激時四個基因在轉錄水平上的差異表達情況，并應用逆轉錄PCR技術鑒定了四個基因的共轉錄情況。最后利用生物信息學分析技術對四個基因及其編碼的蛋白做了進一步的結構與功能的預測。實驗結果如下：
　　 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中與重金屬離子轉運相關的四個cation ABC transporter基因(Afe2435，Afe2436，Afe2437，Afe2438)的基因序列與標準菌株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，四個基因在轉錄水平上的表達量均呈上調趨勢，且隨著鋅離子濃度的增加，上調倍數(shù)也隨之增加。
　　 共轉錄鑒定結果為：在At. ferrooxidans DC中，基因Afe2435，Afe2436，Afe2437，Afe2438存在共轉錄現(xiàn)象，他們很可能存在于同一個轉錄元件中。
　　 生物信息學分析結果表明：基因Afe2435，Afe2436編碼的位于細胞質膜上的透性酶，

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