细菌产生“有机洗碗液”来降解油

The marine bacterium Alcanivorax borkumensis feeds on oil, multiplying rapidly in the wake of oil spills, and thereby accelerating the elimination of pollution, in many cases. It does this by producing an "organic dishwashing liquid" which it us

海洋细菌Alcanivorax borkumensis以石油为食,在石油泄漏后迅速繁殖,从而在许多情况下加速了污染的消除。它通过生产一种“有机洗碗液”来实现这一点,并用它来附着在油滴上。

来自波恩大学、亚琛工业大学、杜塞尔多夫海因里希·海涅大学和Forschungszentrum Julich研究中心的研究人员现在发现了这种有机液体的合成机制。

该研究结果发表在《自然化学生物学》上,可以培育出更有效的石油降解细菌菌株。

粗略地翻译成英文,这种细菌的拉丁名是“Borkum的食烷烃者”。事实上,这个名字说明了一切,因为烷烃是大量存在于石油中的碳氢化合物链。A.borkumensis以海洋中天然存在的富含能量的链为食,也以分散在石油泄漏中的非天然链为食。在许多情况下,细菌会迅速繁殖,从而加速污染清除过程。

油和水不能混合

众所周知,油和水不会混合,为了吃它最喜欢的食物,这种微小的海洋生物需要化学物质的帮助。它为自己制造了一种天然的洗碗液。这种“洗涤剂”是一种由氨基酸甘氨酸和糖脂肪酸化合物组成的化合物。

波恩大学IMBIO研究所(植物分子生理学和生物技术研究所)的生物化学家Peter Dormann教授解释说:“这些分子有一个水溶性部分和一个脂溶性部分。”。“细菌沉积在油滴的表面,在那里形成生物膜。”

直到Forschungszentrum Julich和Heinrich Heine University Dusseldorf的Karl Erich Jaeger教授领导的一个工作组深入研究了这种细菌的基因组,才了解了食烷烃者合成这种洗涤剂的机制。“在我们的研究中,我们发现了一个基因簇,我们认为它可能在分子的产生中发挥作用,”Jaeger教授解释道。事实上,当这个集群的基因被关闭时,细菌附着在油滴上的能力受到了损害。亚琛工业大学的Lars Blank教授说:“因此,它们吸收的油更少,生长也慢得多。”。

潜在的生物技术应用

Dormann教授的博士生Jiaxin Cui最终成功地阐述了a.borkumensis生产洗涤剂的合成途径。这一过程涉及三种酶,其中分子是逐步组装的。这三个基因包含构建这些生物催化剂的指令,没有这些指令,键合过程就无法有效进行。

“我们成功地将相关基因转移到另一种细菌中,然后这种细菌也会产生洗涤剂,”崔解释道。

像A.borkumensis这样的细菌对降解石油污染很重要,因此这些发现具有重要意义,可能会导致新的、更有效的菌株的开发。波恩大学跨学科研究区(TRA)“可持续未来”的成员Dormann说:“这种天然洗涤剂也可以用于生物技术应用,例如从碳氢化合物中微生物生产关键化合物。”