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微生物学报

一株MAs (III)脱甲基菌株的分离及功能基因的研究
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国家自然科学基金(31970108)


Identification of an methylarsenite demethylation bacterium Bacillus aryabhattai FJ-6 and characterization of methylarsenite demethylation gene
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    [目的] 分离并鉴定三价单甲基砷(MAs (III))脱甲基菌株,对MAs (III)脱甲基菌FJ-6中arsI基因进行克隆表达,并对arsI基因表达蛋白进行功能鉴定。[方法] 利用富集培养的方法分离MAs (III)脱甲基菌株,并通过形态学、生理生化特征和16S rDNA基因进化分析进行鉴定;HPLC-ICP-MS鉴定菌株转化MAs (III)的产物为三价砷(As (III)),对菌株FJ-6的基因组进行生物信息学分析,寻找潜在的MAs (III)脱甲基酶编码基因,通过PCR扩增获得arsI全长基因,构建重组质粒pET29a-arsI,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行异源表达,通过Ni2+-NTA亲和层析柱纯化异源表达的蛋白,以MAs (III)为反应底物,检测MAs (III)脱甲基酶ArsI的酶学特性。通过实时定量PCR观察arsI的表达类型。[结果] Bacillus aryabhattai FJ-6在12 h内能将1 μmol/L MAs (III)完全转化为As (III)。克隆得到MAs (III)脱甲基酶表达基因arsI,构建了pET29a-arsI重组质粒并进行了表达,ArsI蛋白分子量为17.4 kDa。ArsI纯化蛋白具有较高的MAs (III)脱甲基酶的活性;荧光定量PCR实验结果表明arsI受砷诱导表达。[结论] 明确了ArsI蛋白具有MAs (III)脱甲基酶活性。

    Abstract:

    [Objective] The purpose of this study is to isolate and identify the MAs(III) demethylation strains. We cloned and expressed the arsI gene involved in MAs(III)-demethylation in Bacillus aryabhattai FJ-6 and characterized the ArsI protein.[Methods] The arsI gene fragment (432 bp) was amplified with PCR. Recombinant plasmid pET29a-arsI was constructed and transformed into Escherichia coli BL21(DE3) for heterologous expression, and the expressed protein was detected with SDS-PAGE. The enzyme activity of ArsI was determined by using HPLC-ICP-MS.[Results] The arsI gene was cloned and the recombinant plasmid pET29a-arsI was expressed. The molecular weight of the recombinant protein was 17.4 kDa.[Conclusion]] The activity of ArsI protein with MAs(III) demethylation was clarified.

    参考文献
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引用本文

李小龙,吴亦飞,张隽. 一株MAs (III)脱甲基菌株的分离及功能基因的研究. 微生物学报, 2021, 61(10): 3149-3158

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  • 收稿日期:2020-12-10
  • 最后修改日期:2021-03-08
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  • 在线发布日期: 2021-09-29
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