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Microbiology (Reading, England)1994Jul01Vol.140 ( Pt 7)issue()

3-スルホカテコール2,3-ジオキシゲナーゼおよび他のジオキシゲナーゼ(EC 113112およびEC 11412-)は、アルカリゲンSP株O-1であるアルカリゲンSP株における2-アミノベンゼンスルホン、ベンゼン硫酸および4-トルエン硫酸酸の分解経路における

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文献タイプ:
  • Comparative Study
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

アルカリゲネスsp。株O-1は、3つの硫化された芳香族化合物を炭素の唯一の源として利用し、最小塩ミディアムベンゼンスルホン酸(BS)、4-トルエンスルホン酸(TS)、および2-アミノベンゼンスルホン酸(2AS)の成長のためのエネルギーを利用しています。2AS成長細胞の分解経路は、膜輸送、NADH依存性二酸化生成、およびメタリングの切断で開始されます。NADH依存性二酸化生物の特定の活性は、成長段階によって異なり、各成長基板の指数成長の終わり近くで最大でした。この時点で、BS、TS-、および2AS塩培地から細胞を採取しました。各硫酸化基質で成長した細胞は、3つの化合物すべてを酸素化する可能性がありますが、2分mol 2ASまたはBSまたはTSあたり2 mol O2を消費した細胞は2AS細胞のみでした。BSおよびTS成長細胞は、Mol BSまたはTSあたり2 mol O2を消費しましたが、2AS、3-スルホカテコール(3SC)の酸素化の産物を酸素化することができませんでした。これらの観察結果は細胞抽出物で繰り返され、生物には2つの脱性能経路が2つ、1つは2AS、もう1つはBSとTSにあると結論付けました。分解性酵素を2AS、BS、またはTS成長した細胞から分離することにより、この仮説を確認しました。2AS成長細胞でのみ、2ASジオキシゲナーゼ系と3SC-2,3-ジオキシゲナーゼ(3SC23O)が検出されました。BS栽培細胞とTS成長細胞の両方で、BSおよびTSのジオキシゲナーゼ系が観察され、主要なカテコール2,3-ジオキシゲナーゼ(C23O-III)が観察され、どちらも2AS成長細胞に存在しませんでした。3SC23Oは、モノマー(M(R)42,000)であることがわかった均一性に近いように精製され、2,3-ジオキシゲン化を硫酸塩および2-ヒドロキシンクチン酸に自然に減衰させる生成物に触媒しました。2ASジオキシゲナーゼシステムは、2ASの脱アミノ化だけでなく、BSおよびTSの脱硫を引き起こす可能性があります。BSジオキシゲナーゼはBSを脱硫酸塩を脱着する可能性があり、明らかに2ASの脱硫酸塩または分離のいずれかです。したがって、O-1株には、酸素化と自発的な脱硫化を含む2つの推定的な独立した制御オペロンが含まれているようです。1つのオペロンは、少なくとも2ASジオキシゲナーゼシステムと3SC23Oをコードしますが、もう1つは少なくともBS/TSジオキシゲナーゼシステムとC23O-IIIをエンコードします。

アルカリゲネスsp。株O-1は、3つの硫化された芳香族化合物を炭素の唯一の源として利用し、最小塩ミディアムベンゼンスルホン酸(BS)、4-トルエンスルホン酸(TS)、および2-アミノベンゼンスルホン酸(2AS)の成長のためのエネルギーを利用しています。2AS成長細胞の分解経路は、膜輸送、NADH依存性二酸化生成、およびメタリングの切断で開始されます。NADH依存性二酸化生物の特定の活性は、成長段階によって異なり、各成長基板の指数成長の終わり近くで最大でした。この時点で、BS、TS-、および2AS塩培地から細胞を採取しました。各硫酸化基質で成長した細胞は、3つの化合物すべてを酸素化する可能性がありますが、2分mol 2ASまたはBSまたはTSあたり2 mol O2を消費した細胞は2AS細胞のみでした。BSおよびTS成長細胞は、Mol BSまたはTSあたり2 mol O2を消費しましたが、2AS、3-スルホカテコール(3SC)の酸素化の産物を酸素化することができませんでした。これらの観察結果は細胞抽出物で繰り返され、生物には2つの脱性能経路が2つ、1つは2AS、もう1つはBSとTSにあると結論付けました。分解性酵素を2AS、BS、またはTS成長した細胞から分離することにより、この仮説を確認しました。2AS成長細胞でのみ、2ASジオキシゲナーゼ系と3SC-2,3-ジオキシゲナーゼ(3SC23O)が検出されました。BS栽培細胞とTS成長細胞の両方で、BSおよびTSのジオキシゲナーゼ系が観察され、主要なカテコール2,3-ジオキシゲナーゼ(C23O-III)が観察され、どちらも2AS成長細胞に存在しませんでした。3SC23Oは、モノマー(M(R)42,000)であることがわかった均一性に近いように精製され、2,3-ジオキシゲン化を硫酸塩および2-ヒドロキシンクチン酸に自然に減衰させる生成物に触媒しました。2ASジオキシゲナーゼシステムは、2ASの脱アミノ化だけでなく、BSおよびTSの脱硫を引き起こす可能性があります。BSジオキシゲナーゼはBSを脱硫酸塩を脱着する可能性があり、明らかに2ASの脱硫酸塩または分離のいずれかです。したがって、O-1株には、酸素化と自発的な脱硫化を含む2つの推定的な独立した制御オペロンが含まれているようです。1つのオペロンは、少なくとも2ASジオキシゲナーゼシステムと3SC23Oをコードしますが、もう1つは少なくともBS/TSジオキシゲナーゼシステムとC23O-IIIをエンコードします。

Alcaligenes sp. strain O-1 utilizes three sulphonated aromatic compounds as sole sources of carbon and energy for growth in minimal salts medium-benzenesulphonate (BS), 4-toluenesulphonate (TS) and 2-aminobenzenesulphonate (2AS). The degradative pathway(s) in 2AS-grown cells are initiated with membrane transport, NADH-dependent dioxygenation and meta ring cleavage. The specific activity of the NADH-dependent dioxygenation(s) varied with the growth phase and was maximal near the end of exponential growth for each growth substrate. Cells were harvested at this point from BS-, TS- and 2AS-salts medium. Cells grown with each sulphonated substrate could oxygenate all three compounds, but only 2AS-grown cells consumed 2 mol O2 per mol 2AS or BS or TS. BS- and TS-grown cells consumed 2 mol O2 per mol BS or TS but failed to oxygenate the product of oxygenation of 2AS, 3-sulphocatechol (3SC). These observations were repeated with cell extracts and we concluded that there were two sets of desulphonative pathways in the organism, one for 2AS and one for BS and TS. We confirmed this hypothesis by separating the degradative enzymes from 2AS-, BS- or TS-grown cells. A 2AS dioxygenase system and a 3SC-2,3-dioxygenase (3SC23O) were detected in 2AS-grown cells only. In both BS- and TS-grown cells a dioxygenase system for BS and TS was observed as well as a principal catechol 2,3-dioxygenase (C23O-III), neither of which was present in 2AS-grown cells. The 3SC23O was purified to near homogeneity, found to be monomeric (M(r) 42,000), and to catalyse 2,3-dioxygenation to a product that decayed spontaneously to sulphite and 2-hydroxymuconate. The 2AS dioxygenase system could cause not only deamination of 2AS but also desulphonation of BS and TS. The BS dioxygenase could desulphonate BS and apparently either desulphonate or deaminate 2AS. Strain O-1 thus seems to contain two putative, independently regulated operons involving oxygenation and spontaneous desulphonation(s). One operon encodes at least the 2AS dioxygenase system and 3SC23O whereas the other encodes at least the BS/TS dioxygenase system and C23O-III.

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