克氏梭菌硫解酶的鉴定及其功能研究

[目的]硫解酶是梭菌属微生物合成短中链脂肪酸的关键酶。克氏梭菌（Clostridium kluyveri）具有3个高度同源的硫解酶编码基因，对这3个基因的功能鉴定是解析克氏梭菌高己酸合成能力的关键。[方法]通过发酵动力学分析确定克氏梭菌的己酸和丁酸生成动力学特征；转录组测序结合反转录-荧光定量RCR分析克氏梭菌3个硫解酶编码基因的表达水平和时序表达特征；在大肠杆菌中异源表达这3个硫解酶，并对其硫解酶动力学参数进行测定。[结果]克氏梭菌生成丁酸、己酸、辛酸，其中己酸为主要代谢产物；转录组数据显示，在乙酸消耗完全之前，thlA1基因维持恒定表达，thlA2基因表达时序上调，thlA3基因表达时序下调，转录组测序表明3个硫解酶编码基因均具有较高水平的转录活性，thlA2和thlA3的最高表达量分别约为thlA1的29%和43%；硫解酶动力学参数测定结果表明，克氏梭菌3个硫解酶对于四碳底物均显示出相似的底物亲和力（Km），但ThlA1对四碳底物的催化效率（kcat/Km）略低于ThlA2和ThlA3。[结论]克氏梭菌的3个硫解酶均具有催化活性，在克氏梭菌体内均呈活跃表达，表明克氏梭菌拥有3个具有催化活性的硫解酶，这为后续深入研究克氏梭菌己酸合成机理奠定了基础