我校在“微生物降解四环素机理”研究领域取得新进展

作者: 时间:2017-09-20 点击数:

通讯员 王小龙 张妍 近日,我校环境学院鲍建国教授团队通过基因组学、蛋白质组学等方法,系统地研究了不同营养影响嗜麦芽寡养单胞菌共代谢降解四环素的机制。相关成果发表在国际著名期刊《环境科学与技术》Environmental Science & TechnologyT1)(Background Nutrients Affect the Biotransformation of Tetracycline by Stenotrophomonas maltophilia as Revealed by Genomics and Proteomics)。该成果是该团队2016年发表在《危险材料杂志》Journal of Hazardous MaterialsT1)上成果的补充。

四环素一类广谱抗生素,通过与细菌胞内核糖体30S亚基的A位置结合,阻止氨基酰-tRNA在该位上的联结,从而抑制肽链的增长并影响细菌蛋白质的合成,起到抗菌效果。四环素主要通过人畜排泄物进入广大环境中,微生物抗性及降解是影响其在自然界中的命运的重要途径,因此认知环境中四环素的微生物转化机制显得尤为重要。此外有机营养化合物会极大地影响耐药细菌的代谢过程,包括抗生素转化的能力,但是针对不同营养影响细菌转化抗生素尤其是共代谢降解四环素的机制却鲜有研究报道。

该研究团队于2016年在Journal of Hazardous Materials首次报道了一株嗜麦芽寡养单胞菌DT1共代谢降解四环素的特性及降解途径。本研究在此报道的基础上,发现菌株DT1在四种不同的背景营养:无营养(NB)、蛋白胨(P)、蛋白胨加柠檬酸(PC)和蛋白胨加葡萄糖(PG),对四环素的转化率遵循PC>P>PG>NB0。降解菌的全基因组分析表明菌株含有的编码FAD结合的单加氧酶基因TetX1)及其他8种过氧化物酶基因可能和四环素的生物转化相关。定量蛋白质组学分析进一步表明,结瘤蛋白可将四环素转运至细胞外;次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶能促进核糖体保护蛋白的功能,防止四环素同核糖体的结合;超氧化物歧化酶和过氧化物酶能修饰四环素分子。不同营养条件的比较表明,四环素的生物转化率与超氧化物歧化酶的表达水平呈正相关。该项研究结果有助于在分子水平了解四环素耐药菌株嗜麦芽窄食单胞菌对四环素的耐药及转化机制,并揭示了不同营养条件如何影响四环素的微生物转化,为四环素污染的修复提供理论基础。

该项研究成果主要受国家自然基金(NSFC, No.41522208No.41611130185)等资助。论文第一作者为环境学院2013级博士生冷一非,他是我校与美国内布拉斯加大学林肯分校联合培养博士生。

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http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.7b02579

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