БИОХИМИЯ, 2016, том 81, вып. 9, с. 1239–1253
УДК 579.242;579.222.2
Диоксигеназы, индуцирующиеся при разложении бензоата деструкторами хлорбифенилов Rhodococcus wratislaviensis G10 и хлорфенолов Rhodococcus opacus 1CP, и гены, потенциально вовлеченные в этот процесс
1 Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, 142290 Пущино Московской обл., Россия; электронная почта: innas@ibpm.pushchino.ru
2 Пущинский государственный естественно-научный институт, 142290 Пущино Московской обл., Россия
3 ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха, 119071 Москва, Россия
4 Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения РАН, 614081 Пермь, Россия
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Rhodococcus wratislaviensis G10, Rhodococcus opacus 1CP, бензоат, пирокатехин-1,2-диоксигеназа, протокатехоат-3,4-диоксигеназа, гены биодеградации.
Аннотация
Изучены диоксигеназы, индуцирующиеся при разложении бензоата у актинобактерии Rhodococcus wratislaviensis G10 – деструктора (галоген)ароматических соединений. R. wratislaviensis G10 полностью разлагал 2 г/л бензоата за 30 ч, 10 г/л – за 200 ч. Отмытые клетки, выращенные на бензоате, сохраняли дыхательную активность более 90 сут, высокую активность бензоатдиоксигеназы – до 10 сут. С 13 из 35 субстратных аналогов активность бензоатдиоксигеназы составляла 10–30% от уровня активности с бензоатом. Выделены и охарактеризованы две диоксигеназы, расщепляющие ароматическое кольцо, – протокатехоат-3,4-диоксигеназа и пирокатехин-1,2-диоксигеназа. Пирокатехин ингибировал активность протокатехоат-3,4-диоксигеназы. Не обнаружено ингибирующего воздействия протокатехоата на активность пирокатехин-1,2-диоксигеназы. Методом времяпролетной MALDI-TOF-масс-спектрометрии показана высокая идентичность белковых профилей клеток R. wratislaviensis G10 и Rhodococcus opacus 1CP – высокоактивного деструктора ароматических поллютантов, выращенных на бензоате или богатой среде. Проведена специфическая амплификация ДНК штамма R. wratislaviensis G10 с использованием специфичных праймеров к вариабельным участкам генов, кодирующих α- и β-субъединицы протокатехоат-3,4-диоксигеназы, и к двум генам штамма R. opacus 1CP, кодирующим пирокатехин-1,2-диоксигеназы. Сходство полученных продуктов с соответствующими участками генов R. opacus 1CP составило 99%. Обнаруженное высокое сходство генов (99%) деградации ароматических соединений у R. opacus 1CP и R. wratislaviensis G10, выделенных из образцов почв, удаленных друг от друга по расстоянию (1400 км) и времени выделения микроорганизмов (20 лет), свидетельствует об общем происхождении генов биодеструкции и их широком распространении среди родококков.