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1、谷氨酸棒杆菌中芳香酸转运蛋白基因组水平的研究
谷氨酸棒杆菌可以降解多种芳香化合物，而且多条代谢途径已被阐明。虽然谷氨酸棒杆菌中氨基酸和糖类物质的转运系统已经有了深入的研究，但是其转运芳香化合物的机制仍不清晰。通过对谷氨酸棒杆菌基因组数据的分析，我们发现ncg/1031，ncg/2302.ncg/2325， ncg/2326，ncg/2922和ncg/2953这6个基因的编码产物为转运蛋白，它们在芳香化合物的吸收过程中起作用，而这些芳香化合物又通过β-酮己二酸、龙胆酸和间苯二酚途径被降解。前人已经研究了龙胆酸(GenK/NCg12922)和香草酸(VanK/NCg12302)的转运蛋白，本研究用基因敲除与互补以及细胞摄入实验的方法，研究了另外四种可能的转运蛋白和香草酸转运蛋白(VanK/NCgl2302)的生理功能。实验表明，ncg/1031基因编码PcaK，转运4-羟基苯甲酸和原儿茶酸；ncg/2302基因编码VanK，转运香草酸；ncg/2325/benK基因和ncg/2326/benE基因与谷氨酸棒杆菌中苯甲酸的转运有关，其中敲除benE基因的突变株对苯甲酸的转运速率比敲除benK基因的突变株高。序列比对发现PeaK，VanK，BenK和GenK属于转运蛋白中的易化超家族(MFS)。基于易化超家族蛋白的特点构建NCg11031，NCg12302，NCg12325和NCg12922蛋白的二级结构，发现它们属于典型的含有12个α螺旋的跨膜转运蛋白，而NCg12326只有11个α螺旋，深入研究发现它属于新型的苯甲酸转运蛋白。hydK/ncg/2953基因与芳香酸的转运无关。
2、谷氨酸棒杆菌对甲酚诱导蛋白的遗传研究以及Mg2+依赖型磷酸酶生化特性分析
以龙胆酸和葡萄糖为唯一碳源培养谷氨酸棒杆菌，用蛋白质组学进行对比分析，发现不同培养基中表达的蛋白量不同，其中有30％蛋白与芳香化合物的降解以及中心碳源代谢有关。用对甲酚、苯甲酸、苯酚和间苯二酚作为不同碳源培养谷氨酸棒杆菌也出现类似现象。采用蛋白双向电泳技术发现在以对甲酚为唯一碳源生长的谷氨酸棒杆菌中有三个显著表达的蛋白NCg10524，NCg10525和NCg10527。在谷氨酸棒杆菌的基因组中，三个编码对甲酚诱导蛋白的基因位于从ncg10527到ncg10530的基因簇上。分别敲除这三个基因所得到的突变株失去了以对甲酚为唯一碳源生长的能力，但是经过互补实验，生长能力都得以恢复。在大肠杆菌中表达NCg10524，NCg10525和NCg10527三个蛋白，分别测得它们的分子量为27，45和26 kDa。用磷酸酶的通用底物对硝基苯磷酸盐(4-NPP)测得NCg10524具有磷酸酶的活性，其最适PH值为8.5，用凝胶过滤层析法测其分子量为54 kDa，说明NCg10524蛋白存在二聚体。在未加任何金属离子的情况下，NCg10524表现出较高活性，但是在加入EDTA去除蛋白中原有金属离子后，只有再加入Mg2+才能使磷酸酶的活性得到恢复。NCg10524蛋白与具有HD结构域的蛋白的高度相似性充分说明它是具有保守的HD结构域的Mg2+依赖型磷酸水解酶。碘乙酸的加入，使得自由巯基基团烷基化，从而导致NCg10524蛋白磷酸酶的活性完全丧失。该蛋白磷酸酶Km、Vmax、Kcat和Kcat/Km参数分别为0.35 mM、16.23μM min-1mg-1、0.4 s-1和1.14×103 M-1s-1。进化分析和序列相似性比对表明NCg10525蛋白中有吡啶核苷酸-二硫键氧化还原酶(PNDRs)中谷光甘肽还原酶(GR1)家族的保守结构域，而NCg10527蛋白则属于短链脱氢酶(SDR)家族中典型的亚家族。