تعیین خصوصیات مولکولی و بیوشیمیائی آنزیم کتکول 2 و3 دی اکسیژناز تجزیه کننده فنل در باکتریهای بومی جداسازی شده سودوموناس sa01 و سودوموناس sa07

در تحقیق حاضر دو سویه جداسازی شده pseudomonas sp. sa01و pseudomonas sp. sa07 که پیش تر مورد شناسایی اولیه قرار گرفته بودند، با استفاده از تست های شناسایی ویژگی های بیوشیمیایی و آنالیز توالی ژنی حفاظت شده 16srdna به طور تکمیلی شناسایی و مطالعه شدند. هدف اصلی این تحقیق، تعیین ویژگی های ژنتیکی و بیوشیمیایی آنزیم کتکول ?و?- دی اکسیژناز این باکتری تجزیه کننده فنل بود. از آن جایی که ویژگی عملکردی مسیر تجزیه آروماتیک ها به صورت اپران و مجموعه ای از آنزیم هاست، مطالعه آنزیم کتکول ?و?- دی اکسیژناز ناگزیر از شناسایی اجمالی آنزیم فرادست آن (فنل هیدروکسیلاز) نیز بود . آنزیم کتکول ?و?- دی اکسیژناز مورد مطالعه همانند موارد مشابه گزارش شده امکان تاثیر گذاری بر انواع آروماتیک تک حلقه ای شبیه فنل را دارد که این امر حاکی از انعطاف پذیری کاتالیتیکی بالای آن است که جذابیت مطالعه این آنزیم را دو چندان می کند. سرعت مصرف فنل و افزایش بیان آنزیم کتکول 2و3-دی اکسیژناز هر دو سویه تقریباَ همزمان است.آنزیم فنل هیدروکسیلاز به عنوان آنزیمی که قبل از کتکول 2و3-دی اکسیژناز عمل می کند فنل را با سرعت خیلی زیادی به کتکول که سوبسترای کتکول 2و3-دی اکسیژناز است می شکند و شاید به همین دلیل است که افزایش بیان آنزیم کتکول 2و3-دی اکسیژناز و مصرف فنل تقریباٌَ همزمان هستند. همان طور که پیش از این نیز بحث شد، حضور ژن کتکول 2و3-دی اکسیژناز بر روی ترانسپوزون و همچنین نرخ بالای انتقال ماده ژنتیکی توسط کانژوگاسیون باعث شده در موارد بسیاری این آنزیم از p.putida به باکتری های دیگر از جمله p. aeruginosa و p. stutzeri منتقل شود. آنالیز فیلوژنتیکی آنزیم دو سویه pseudomonas sp. sa01 و pseudomonas sp. sa07 نیز با این الگو همخوانی دارد و به نظر می رسد که اجداد این دو سویه توالی ژن کتکول 2و3-دی اکسیژناز خود را از p.putida دریافت کرده باشند. باتوجه به این که تعداد کپی پلاسمید های بزرگ در این باکتری ها بسیار پائین می باشد و انتخاب هر کلنی به صورت تصادفی با رشد روی فنل همراه می باشد، احتمال حضور این ژن روی کروموزوم تقویت می شود. آزمایشات انجام گرفته جهت بررسی توانایی تجزیه سایر آروماتیک ها در باکتری هایی که پلازمیدشان را از دست داده اند (cured) و مقایسه آن ها با باکتری های طبیعی نیز حاکی از آن بود که در اثر این فرایند (plasmid loss) توانایی تجزیه آروماتیک ها تغییر چندانی نکرد. این دو سویه بومی احتمالا ً طی تکامل افقی، یک اپران حاوی انواع ژن های کد کننده آنزیم های تجزیه کننده مواد آروماتیک را از یک pseudomonas putida به ارث برده است و آن را در ژنوم خودشان درج کرده اند. علی رغم منطقی بودن ادعای فوق، دسته ای دیگر از اطلاعات این احتمال را به ذهن متبادر می کند که شاید واقعا ً ژن های کد کننده آنزیم های تجزیه آروماتیک های چند حلقه ای روی پلازمید بوده اند و ژن های کروموزومی که هنوز ( پس از فرایند plasmid cure) پا بر جا هستند در قبال این آروماتیک ها نقش جبرانی ایفا می کنند.