Basic HTML Version
基因组学与生物技术
(
网络版
), 2012
年
,
第
1
卷
,
第
8
篇
,
第
45
-
53
页
Jiyinzuxue Yu Shengwu Jishu (Online), 2012, Vol.1, No.8, 45
-
53
http://gb.5th.sophiapublisher.com
51
内过表达
AHLs
编码基因可促进降解苯酚，阻断菌
体产生
AHLs
则会抑制降解作用，添加不含
AHLs
的菌体提取物则对降解无影响，因此
AHLs
可以促
进
PA
降解苯酚等物质。
4.2.2 N
-酰基高丝氨酸内酯促降解机制
鼠李糖脂由
rhlAB
操纵子编码的鼠李糖基转移
酶
1
和
rhlC
编码的鼠李糖基转移酶
2
参与合成，在
PA
中鼠李糖脂的产量受
rhl
与
las
两个
QS
系统控
制，转录调节子
rhlR
直接控制其产量，
las
系统中，
lasR
编码
LasR
调节蛋白，
lasI
编码合成
PAI
-
1
的乙
酰高丝氨酸内酯合成酶
LasI
；在
rhl
系统中，
rhlR
编码
RhlR
调节蛋白，
rhlI
编码催化合成
PAI
-
2
的丁
酰基高丝氨酸内酯合成酶
RhlI (Dusane et al., 2010)
。
PA
分泌的自诱物能与其相应的调节蛋白
LasR
和
RhlR
结合，从而调节受
QS
系统调控的基因
(Reis et
al., 2011)
。
rhl
系统依赖于
las
系统，
rhlR
的转录是
受
LasR-PAI
-
1
的激活，随着细菌群体密度的增加，
las
系统会产生感应，从而使得
PAI
-
1
浓度的增加，
然后
PAI
-
1
与
LasR
调节蛋白结合，
LasR-PAI
-
1
复
合物会诱导
rhlR
和
lasI
基因的表达，产生更多的
AIs (Dusane et al., 2010)
。当
RhlR
与
PAI
-
2
结合后，
其复合物
RhlR-PAI
-
2
一方面可以激活
rhlR
的表达
产生
RhlR
蛋白，另一方面可以激活
rhlAB
操纵子
和
rhlC
的转录表达产生大量的鼠李糖脂，此外该复
合物还对
lasI
有激活作用，在没有
PAI
-
2
时，
RhlR
蛋白则是
rhlAB
的抑制物
(Dusane et al., 2010; Reis et
al., 2011)
。因此推测
PA
分泌的
N
-酰基高丝氨酸内
酯
PAI
-
1
和
PAI
-
2
是通过促进鼠李糖脂的分泌来促
进生物降解，具体调节机制如图
4
所示。
5
展望
目前
PA
生物降解研究多限于菌株分离鉴定、
降解条件和降解效率等方面，对于降解基因、降解
酶以及降解机理方面的研究报道较少，而且对其生
物降解功能的研究主要是实验室的摇瓶培养，而环
境污染往往需要原位修复，所以今后研究可以尝试
面向已污染土壤或水体的原位修复。此外，对于一
些重要污染物的代谢途径研究的不是很透彻，这将
为降解工程菌的构建带来障碍。在表面活性物质研
究中，对
PA
、表面活性物质及被降解底物之间的
作用的认识还不够彻底，有待进一步研究。同时
PA
能够耐受贫营养环境，环境适应性强，对多环芳烃
类、农药类等难降解的环境污染物均有很好的生物
图
4
图解陈述自诱物调节铜绿假单胞菌产鼠李糖脂的机制
(Dusane et al., 2010; Reis et al., 2011)
Figure 4 Schematic representation of the autoinducers regulating
in
Pseudomonas aeruginosa
for the production of rhamnolipid
(Dusane et al., 2010; Reis et al., 2011)
降解效果，无二次污染，在实验室研究的基础上应
用到实际的环境生物修复工程中，将会为人类解决
环境污染问题提供巨大的帮助，而且
PA
的全基因
序列已经公布，这将有助于对铜绿假单胞菌的基因
组进行分子生物学操作、进行降解酶基因的研究和
克隆、构建高效多功能降解基因工程菌应用于生物
修复以及进行降解酶的研制，这也将是今后研究的
一个重点。
作者贡献
作者赵鑫主要负责论文的撰写；韩妍和郭坚参与论文的
修改；梁文和李博共同负责文献资料的收集；沈立新为通讯
作者，负责论文框架的指导、修改和定稿。
致谢
本研究获得陕西省科技厅基金
(2011JM4013)
、陕西省教
育厅基金
(11JK0611)
和西北大学校级大学生创新性实验计
划项目
(
校
2011002,
校
2011002)
的资助。
参考文献
Afzal M., Iqbal S., Rauf S., and Khalid Z.M., 2007,
Characteristics of phenol biodegradation in saline
solutions by monocultures of
Pseudomonas aeruginosa
and
Pseudomonas pseudomallei
, J. Hazard. Mater., 149(1):
60-66http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.03.046 PMid:
17459580