刘双江等微生物芳香化合物代谢的调控机制研究获进展

芳香化合物广泛存在于自然界，其代谢循环是地球化学元素循环的重要组成部分；同时，作为现代工业的重要原材料，芳香化合物在使用过程中大量排放到环境中，给生态系统带来了巨大压力。微生物经过适应和进化，形成了多种丰富的芳香化合物代谢途径，这些代谢途径的调控机制，是环境微生物学关注的研究热点。

谷氨酸棒杆菌是一株革兰氏阳性的土壤细菌，长期以来作为重要的氨基酸生产菌在工业上广泛应用。中科院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室环境微生物技术中心刘双江课题组以该菌种为模式菌，对多条完整的芳香化合物代谢途径进行了系统研究和报道。在前期研究的基础上，研究组进一步研究了芳香化合物代谢的调控，近期先后报道了原儿茶酸代谢途径调控蛋白（PcaO）、苯乙酸代谢途径调控蛋白（PaaR）、间苯二酚代谢调控蛋白（RolR）等的作用机制。

研究间苯二酚代谢的调控机制发现，间苯二酚代谢基因簇上的一个TetR类调控蛋白RolR，通过结合到一个29-bp的操纵基因rolO上，同时负调控其自身基因及该基因簇上反向转录的结构基因的转录，而间苯二酚及其中间代谢产物偏苯三酚可以解除RolR的抑制作用，推测RolR可能通过roadblock机制来抑制其靶基因的转录，这是首次报导TetR类调控蛋白采用roadblock机制负调控靶基因的转录。晶体结构解析发现，当RolR与效应物结合形成复合体后，RolR两个亚基的DNA结合域中心距离从34.9?缩小到30.4?，使得复合物不能与DNA靶点结合，消除了转录抑制，转录得以进行。

此外，研究组与德国比勒菲尔德大学合作，鉴定了谷氨酸棒杆菌AS 1.542中的苯乙酸（PAA）代谢基因簇