《白腐真菌降解多環芳烴過程中P450的表達譜及調控規律》是依託清華大學，由寧大亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：白腐真菌降解多環芳烴過程中P450的表達譜及調控規律
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：寧大亮
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多環芳烴污染是亟待解決的重要環境問題；白腐真菌黃孢原毛平革菌是目前所知P450基因最豐富的微生物之一，其P450降解功能突出並受許多污染物的誘導，在多環芳烴等難降解有機污染的監測、治理乃至毒理學分析等方面均有突出的研究價值。但相關P450基因型不明、調控規律未知，極大制約了該真菌P450的研究與套用。本研究擬採用基因晶片技術，解析黃孢原毛平革菌降解菲過程中P450的基因表達譜，依據基因表達譜差異與P450活性的相關性篩選出與菲降解相關的P450基因；採用實時定量逆轉錄PCR技術，研究不同條件下相關P450基因表達水平的變化規律，並綜合P450活性的變化規律和基因表達譜分析的結果，揭示菲降解過程中P450的調控規律。本研究有利於深入理解和充分開發白腐真菌及其P450突出的降解功能，能夠為多環芳烴污染的監測和治理提供新的生物資源。
結題摘要
本課題採用白腐真菌模式菌種黃孢原毛平革菌，通過特徵產物分析、酶活檢測、基因晶片、高通量測序等技術，建立了該真菌P450對菲的特徵降解活性檢測方法，針對該真菌降解菲的過程，解析了關鍵降解酶系P450和MnP的活性變化規律、轉錄組功能基因多樣性及典型營養條件下基因表達譜的差異，並比較了萘、菲、芘三種典型多環芳烴誘導的P450基因表達譜。研究表明：（1）在營養豐富的原生代謝階段，主要由 P450催化菲的9,10位與3,4位加氧反應；進入營養受限的次生代謝階段後，P450逐步轉為僅催化菲的9,10位加氧反應，活性逐步下降，MnP催化菲的雙加氧反應，活性顯著增強並相對穩定，逐漸占主導。（2）該真菌降解菲的轉錄組共檢出10,048個基因，占預測基因總數的85%，表現出豐富的功能類型，其中包括142個P450基因。（3）營養豐富條件下，P450基因家族cyp5145A、5136A、5144A、5148A的部分基因在降解菲樣本中表達明顯上調，與此相應，與菲代謝過程可能相關的雙加氧酶、氧化還原蛋白、黃素蛋白合成酶以及lipA、lipD等46個基因表達顯著上調，而部分與碳代謝相關酶系乃至結構蛋白等85個基因表達顯著下調。營養限制條件下，P450基因cyp5163A3、cyp5152A2等在降解菲樣本中顯著上調，相應顯著上調的74個基因中不僅包括一些氧化酶及氧化還原蛋白的基因，還包括許多碳代謝功能基因，僅有19個基因明顯下調，其中包括mnpH1。該真菌僅有的1個P450氧化還原蛋白CPR在不同條件下均保持著較高的轉錄水平。營養條件表現出對包括P450在內的多類功能酶系基因表達顯著的調控作用。（4）P450轉錄調控與進化距離沒有明顯相關性。不同多環芳烴誘導的P450表達譜與多環芳烴的結構有一定相關性，並受培養條件的顯著影響。
