การแยกและลักษณะสมบัติของยีนอะซีแนพธีนออกซิจีเนสของ Sphingomonas sp. SP2

Abstract

อะซีแนพธีนมีโครงสร้างโมเลกุลประกอบด้วยวงเบนซีน 2 วง และวงไซโคลเพนเทน 1 วงเชื่อมต่อกัน ซึ่งจัดเป็นสารมลพิษ Sphingomonas sp. SP2 สามารถย่อยอะซีแนพธีนเป็นแหล่งคาร์บอนและพลังงาน งานวิจัยนี้ได้โคลชิ้นดีเอ็นเอขนาด 4.6 กิโลเบสบรรจุยีนออกซิจีเนสจากสายพันธุ์ SP2 ซึ่งแยกและคัดเลือกโคลนโดยอาศัยสมบัติการเปลี่ยนอินโดลเป็นอินดิโกของออกซิจีเนส ซึ่งทำงานร่วมกับโปรตีนส่งถ่ายอิเล็กตรอนจาก Sphingomonas sp. P2 และเมื่อวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์พบ 4 ORFs และ 1 ORF ที่ไม่สมบูรณ์ ซึ่ง orf2 และ orf3 ประมวลรหัสโปรตีนคล้ายกับหน่วยย่อยแอลฟาและบีตาของเทอร์มินัลออกซิจีเนส (ArhA1 และ ArhA2) จากสายพันธุ์ A4 ถึง 99% ตามลำดับ โดยลำดับกรดอะมิโนของ ORF2 แตกต่างจาก ArhA1 ของสายพันธุ์ A4 ที่ตำแหน่ง Met261 และ Ser347 และพบบริเวณอนุรักษ์ของหน่วยย่อยแอลฟาเทอร์มินัลออกซิจีเนส คือ บริเวณอนุรักษ์ใน Rieske center ([2Fe-2S]) (Cys50, Cys67, His52 และ His70) และบริเวณอนุรักษ์ที่จับกับ Fe²⁺ ที่บริเวณเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ (His204, His209 และ Asp358) ซึ่ง ArhA1 ของทั้ง 2 สายพันธุ์ มีความใกล้เคียงกันมากแต่สามารถใช้ PAHs ต่างกัน โดยสายพันธุ์ A4 สามารถเจริญบนอาหารที่มีอะซีแนพธีนและอะซีแนพธิลีน แต่สายพันธุ์ SP2 ไม่สามารถเจริญบนอาหารที่มีอะซีแนพธิลีน เมื่อตรวจสอบความจำเพาะต่อสารตั้งต้นของเทอร์มินัลออกซิจีเนสจากสายพันธุ์ SP2 ที่แสดงออกใน E.coli พบว่าสามารถใช้อะซีแนพธีนเป็นสารตั้งต้นได้เพียงชนิดเดียว ในขณะที่เทอร์มินัลออกซิจีเนสของสายพันธุ์ A4 ใน E.coli สามารถแสดงกิจกรรมของริงไฮดรอกซิเลทิงไดออกซิจีเนสกับสารตั้งต้นได้หลายชนิด