本文關(guān)鍵詞：抗汞菌株的篩選檢測(cè)以及抗汞蛋白結(jié)構(gòu)與功能的研究

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【摘要】：不斷發(fā)展的現(xiàn)代化工業(yè)使環(huán)境中的汞污染問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重,汞污染不但破壞了生態(tài)環(huán)境,還威脅著人類(lèi)健康。如何防治和消除環(huán)境中的汞污染已經(jīng)成為當(dāng)今世界研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題。素有中國(guó)"汞都"之稱(chēng)的貴州萬(wàn)山曾經(jīng)是我國(guó)最大的汞礦開(kāi)采基地,周邊環(huán)境受汞礦開(kāi)采的污染十分嚴(yán)重。我們從萬(wàn)山地區(qū)的土壤底泥中分離篩選出一種抗汞微生物(Hg401),通過(guò)16S rDNA序列測(cè)定法和PCR擴(kuò)增目的基因法鑒定,確定該抗汞微生物屬于Bacillus。在自然界的汞生態(tài)循環(huán)過(guò)程中,抗汞微生物扮演著十分重要的角色,是有機(jī)汞和無(wú)機(jī)汞轉(zhuǎn)化過(guò)程中的關(guān)鍵因子,在汞污染環(huán)境的生物治理和檢測(cè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。為了解該抗汞微生物的生理特性,在汞(HgCl_2、CH_3HgCl)和其它不同金屬離子(ZnSO_4、CuSO_4、CdSO_4)存在的情況下,我們測(cè)試Hg401菌株的耐受情況,發(fā)現(xiàn)Hg401菌株對(duì)HgCl_2和CH_3HgCl的耐受程度分別達(dá)到了0.2 mM和1.5 ppm,比普通大腸桿菌的耐受程度明顯提高;同時(shí),Hg401菌株對(duì)ZnSO_4和CdSO_4也表現(xiàn)出了一定的耐受性。Hg401菌株中存在抗汞基因操縱子(mer操縱子),包含有多種基因,包括汞離子調(diào)節(jié)基因(merR),汞離子運(yùn)輸?shù)鞍谆?merP、merT),以及最終用于對(duì)細(xì)菌中有機(jī)汞和無(wú)機(jī)汞化合物進(jìn)行酶促反應(yīng)解毒基因(merB,有機(jī)汞裂解酶;merA,汞還原酶),.其中有機(jī)汞裂解酶MerB則包括三種,分別為MerB1、MerB2和MerB3。我們構(gòu)建了含有mer操縱子、merB1、merB2、merB3和merA的重組質(zhì)粒,分別轉(zhuǎn)化到大腸桿菌,測(cè)定這些轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的抗汞(HgCl_2、CH_3HgCl)能力和對(duì)其它金屬離子(ZnSO_4、CuSO_4、CdSO_4)的耐受情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),含mer操縱子或merA的大腸桿菌對(duì)HgC12的耐受程度有所提高,均為0.1mM,過(guò)量表達(dá)時(shí)耐受程度能達(dá)到Hg401菌水平,為0.2 mM。對(duì)于CH_3HgCl來(lái)說(shuō),含merB1或mer操縱子的大腸桿菌對(duì)CH_3HgCl的抗性有一定提高,分別為1.5 ppm和2.5 ppm。此外,對(duì)于ZnS04這種重金屬,含merA的大腸桿菌相較于其他轉(zhuǎn)基因大腸桿菌,表現(xiàn)出更好的耐受能力。在Hg401菌體內(nèi)有3種MerB同源蛋白存在,它們各自的具體功能目前還不清楚,相關(guān)酶學(xué)催化機(jī)制還不為人知,利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)等方法對(duì)抗汞蛋白MerB進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能研究,可以為抗汞細(xì)菌的抗汞作用機(jī)理和實(shí)踐運(yùn)用提供理論參考。在MerB1蛋白純化過(guò)程中發(fā)現(xiàn),MerB1蛋白在溶液中可能同時(shí)存在兩種狀態(tài),即單體形式和二聚體形式。在有產(chǎn)物Hg~(2+)的情況下,MerB1蛋白存在三種形式一單體形式、二聚體形式以及介乎二者之間的聚合形式,我們推測(cè)Hg~(2+)誘導(dǎo)了 MerB1的構(gòu)象變化,產(chǎn)生不同構(gòu)象狀態(tài)的MerB1,這可能與MerB1在酶學(xué)催化過(guò)程中的一種狀態(tài)有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：X172

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本文編號(hào)：1265957