本论文以Comamonas testosteroni CNB-1菌株对4-羟基苯甲酸的代谢为出发点，研究了该菌株原儿茶酸4，5-开环途径下游的三个基因(pmdE，pmdU, pmdF)在代谢4-羟基苯甲酸过程中的作用。在该研究中，我们发现PmdE的催化底物并不是传统认为的酮式OMA而是烯醇式OMA。同时，酬式OMA和烯醇式OMA在细胞内并不能白发转化，酮式OMA需要经过OMA异构酶(PmdU)的催化才能转化成烯醇式OMA。然后，我们以4-羟基苯甲酸等化合物为模型，并基于全基因组测序、系统地研究了基因组中19个典型和1个非典型的甲基趋化受体蛋白在介导CNB-1对芳香族化合物趋化性过程中的作用。我们的工作将基因组中所有可能的MCP蛋白全部敲除，构建了CNB-1△20突变株，然后通过单基因回补的手段，研究了基因组中每个MCP蛋白对不同芳香族化合物的趋化性。结果表明菌株CNB-1中MCP蛋白功能冗余的现象非常严重，这解释了相近种属其他菌株中MCP蛋白功能的鉴定进展不大的原因。同时，我们鉴定了菌株CNB-1中MCP2201感应芳香族化合物的分子机制。我们的研究发现MCP2201是一个TCA循环中间产物的受体，芳香族化合物可以经过代谢产生TCA循环中间产物，进而激活下游的趋化信号。这是本领域第一个经过生化鉴定的，参与对芳香族化合物趋化性的甲基趋化受体蛋白。同时，通过TCA循环中间化合物实现对芳香族化合物感应的机制，也代表了一类完全不依赖于电子传递链的全新通用感应机制。最后，我们研究了MCP2983感应芳香族化合物的分子机制。结果显示，MCP2983是一个双功能受体，芳香族化合物一方面可以经过代谢产生顺-乌头酸进而激活MCP2983下游的趋化信号，另一方面芳香族化合物还可以通过其它未知信号，通过跨膜区附近的感应元件激活MCP2983下游的趋化信号。同时，我们通过定点突变鉴定了MCP2983中配体结合结构域与跨膜区附近感应元件中的重要氨基酸残基。这一工作首次鉴定到能够识别乌头酸的MCP蛋白，并发现TCA循环中间产物也可以经过代谢产生乌头酸，然后再被MCP2983识别。这是一种新的TCA循环中间产物识别机制。上述工作加深了我们对微生物对芳香族化合物趋化性机制的认识，希望上述研究结果能够给微生物修复相关的应用和实践，污染物降解相关工程菌的构建，生物传感器的研发，以及合生生物学在环境污染治理方面的研究提供一定的参考。