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Cloning and expression of the first gene for biodegrading microcystin lr by Sphingopyxis ***-05

Journal of Environmental Sciences 2012年第10期24卷 1816-1822页

作者： Hai Yan Huasheng Wang Junfeng Wang Chunhua Yin Song Max Xiaolu Liu Xueyao Yin School of Chemical and Biological Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China School of Architectural and Surveying&Mapping Engineering Jiangxi University of Science and TechnologyGanzhou 341000China

Harmful cyanobacterial blooms are a growing environmental problem worldwide in natural waters, the biodegradation is found to be the most efficient method for removing microcystins 0VICs） produced by harmful cyanobacteria. Based on the isolation of a promising bacterial strain of Sphingopyxis sp. USTB-05 for biodegrading MCs, we for the first time cloned and expressed a gene USTB-O5-A （HM245411） that is responsible for the first step in the biodegradation of microcystin lr （MC-lr） in E. coli DH5ct, with a cloning vector of pGEM-T easy and an expression vector of pGEX-4T-1, respectively. The cell-free extracts （CE） of recombinant E. coli DH5ct containing USTB-O5-A had high activity for biodegrading MC-lr. The initial MC-lr concentration of 40 mg/L was completely biodegraded within 1 hr in the presence of CE with a protein concentration of 0.35 mg/mL. Based on an analysis of the liquid chromatogram-mass spectrum （LC-MS）, the enzyme encoded by gene USTB-O5-A was found to be active in cleaving the target peptide bond between 3-amino-9-methoxy-2,6, 8-trimethyl-10-phenyl-deca-4,6-dienoic acid （Adda） and arginine of MC-lr, and converting cyclic MC-lr to linear MC-lr as a first product that is much less toxic than parent MC-lr, which offered direct evidence for the first step on the pathway of MC-lr biodegradation by Sphingopyxis sp. USTB-05.

关键词： microcystin lr Sphingopyxis sp. USTB-05 biodegradation gene

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