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3,5-二溴-4-羟基苯甲酸(DBHB)属于溴代芳烃类化合物,在环境中稳定性强,对眼睛、皮肤和呼吸系统有刺激作用。DBHB广泛用于溴代芳烃类药物的合成,也是溴代芳烃类农药的代谢中间产物,对环境存在潜在的危害。微生物对污染物的降解温和而彻底,且对环境友好,因此,微生物降解DBHB是消除环境中DBHB污染的最佳途径。同时,DBHB也是一种可以在海洋生态系统中自发生成的物质,研究DBHB在环境中的代谢转化,对于研究海洋环境中的卤素循环具有重要意义。本研究分离筛选DBHB的降解菌株,研究其生长特性和降解特性的基础上,进一步对其降解DBHB的代谢途径进行分析,以期为溴代芳烃类化合物的微生物降解提供理论支撑。本研究从长期受卤代芳烃污染的土壤样品中分离筛选到一株高效降解DBHB的菌株H8,菌株H8能以DBHB为唯一碳源和能源生长,且在30 h内完全降解0.2 mM的DBHB。通过16SrRNA基因序列分析,再结合菌株生理生化特征,将菌株H8鉴定为 Pigmentiphaga 属。菌株H8生长的最佳碳源和氮源分别为蔗糖和蛋白胨,菌株H8的最适生长温度为37℃,在pH6.0-7.0的培养基中生长良好。菌株H8在含10g/L的NaCl的LB培养基中生长最好,随着NaCl浓度的升高生长状况逐渐下降,菌株H8能够耐受50 mg/L的氣霉素、50mg/L的链霉素或80mg/L的壮观霉素。菌株H8以DBHB为唯一碳源的降解过程中释放约2倍当量的溴离子。同时,菌株H8也能降解3,5-二氯-4-羟基苯甲酸、3-溴-4-羟基苯甲酸和3-氯-4-羟基苯甲酸。在30℃,pH 7.0的条件下,DBHB降解效率最高,乙酸钠对DBHB的降解促进作用最大,有机氮源与无机氮源比对DBHB降解的促进效果更明显。菌株H8在NaCl浓度为1-15 g/L范围内对DBHB有降解效果,在NaCl浓度为1 g/L时降解效果最好,当NaCl浓度大于15 g/L时降解受抑制。0.2mM的Co2+、Mn2+、Ni+或Cu2+对菌株的降解有抑制作用,而0.2mM的A13+、Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe3+和Fe2+等金属离子对菌株H8降解DBHB的影响不显著。酶学实验发现粗酶酶促反应体系中需添加辅因子NADPH才能有DBHB降解效果,同时添加NADPH和FAD时降解效果最佳。粗酶液在pH 6.0-10.0范围内对DBHB有降解活性,pH低于5.0时DBHB降解活性受到抑制,pH 7.0-8.0粗酶液活性最高。粗酶液在4-50℃范围内均有DBHB降解活性,30-37℃条件下酶活最高。相比较于30℃,在4℃下降解率约降低了 60%,50℃下降解率约降低了 85%。1 mM的Cu2+对粗酶活性有强烈的抑制作用。进一步对菌株H8降解DBHB的代谢途径进行了探索。通过静息细胞法使菌株H8降解DBHB和3-氣-4-羟基苯甲酸(CHB)过程中的中间代谢产物积累,利用高效液相色谱检测分析中间代谢产物,发现DBHB降解中间产物并非已报道的还原脱溴产物3-溴-4-兹基苯甲酸,CHB降解中间产物也不是还原脱氣产物4-羟基苯甲酸,这暗示菌株H8中存在新的脱卤途径和脱卤机制。通过LC-MS/MS技术对降解中间物进行检测鉴定,推断DBHB降解的中间代谢产物为2,6-二溴对苯二酚,即菌株H8以氧化脱羧的方式降解DBHB。CHB降解中间产物为3-氣-4,5-二羟基苯甲酸或5-氣-2,4-二羟基苯甲酸,即菌株H8以氧化的方式降解CHB。通过诱导试验,发现菌株H8降解DBHB相关基因的表达需要DBHB的诱导,CHB降解相关基因的表达同样需要CHB的诱导。基于这一现象,设计比较蛋白组学实验分析不同处理中蛋白表达差异。结合菌株H8全基因组测序结果,推测DBHB降解相关的基因位于orf00419-orfD0429的基因簇上,且orf00420编码的单加氧酶催化DBHB降解的第一步反应。orfD3311编码的4-羟基苯甲酸-3-单加氧酶催化CHB的降解,结合4-羟基苯甲酸-3-单加氧酶的功能与CHB代谢中间物的质谱鉴定结果,进一步推断菌株H8降解CHB的途径为CHB转化为3-氣4,5-二羟基苯甲酸。