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本研究对谷氨酸棒杆菌降解间苯二酚的代谢途径和转录调控进行了研究。研究表明谷氨酸棒杆菌中间苯二酚通过偏苯三酚途径降解,基因组中有2个基因簇ncgl1110~ncgl113和ncg12951~ncgl2953与间苯二酚的降解有关。敲除、互补结合报告基因的结果显示操纵子ncgl1111~ncgl1113在谷氨酸棒杆菌降解间苯二酚过程中起主要作用,是降解所必需的;操纵子ncgl2951~ncgl2953并非谷菌株降解间苯二酚所必需,但可以对ncgl1111~ncgl1113进行部分功能互补。NCgl1111是第一个被克隆的间苯二酚羟化酶,序列分析表明NCgl1111与其他芳烃降解相关的羟化酶序列相似性都比较低,进化树分析也显示它与抗生素合成相关的羟化酶聚成一支,因此NCgl1111可能代表一类新的芳烃降解的羟化酶。ncgl1112和ncgl2952都编码NADPH/NADH依赖的马来酰乙酸还原酶。NCgl2952对底物和辅酶的亲和力比NCgl1112低可能是造成2者生理功能差异的原因。ncgl1113和ncgl2951编码2个功能可以互换的偏苯三酚1,2-双加氧酶。
NCgl1110是操纵子ncgl1111~ncgl1113的负调控因子,属于TetR家族调控蛋白。这是目前发现的第二个参与芳烃降解调控的该型调控蛋白。NCgl1110与操纵子ncgl1111~ncgl1113转录调控区域一个5 bp的回文序列结合,间苯二酚是它的信号分子。
ncgl1032编码一个4-羟基苯甲酸羟化酶,是谷氨酸棒杆菌降解4-羟基苯甲酸、对甲酚和4-羟基苯甲醛必需的基因。这是革兰氏阳性菌中发现的第一个NADPH依赖的4-羟基苯甲酸羟化酶,虽然它的序列与NADH偏好的4-羟基苯甲酸羟化酶相似。在可能的NADPH结合位点进行点突变提高了NCgl1032对辅酶和底物的亲和力和催化效率。