睾丸酮丛毛单胞菌3α―hsd的研究进展

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1、睾丸酮丛毛单胞菌3a-HSD的研宄进展摘要：3a-HSD(3a-hydroxysteroiddehydrogenase)是睾丸酮丛毛单胞菌在以类固醇为唯一碳源时，产生的一种类固醇脱氢酶，也是降解类固醇的关键酶。本文对睾丸酮丛毛单胞菌3a-HSD基因的调控、酶蛋白结构与功能等生物学特点进行阐述，总结了3a-HSD蛋白的两种获得途径：天然提取和人工诱导表达途径。从技术可行性、实用性和成本控制等几个方面，分析比对二者的优势和不足。介绍和展望了睾丸酮丛毛单胞菌3a-HSD在血清总胆汁酸测定、转基因生物工程、环境或食品中类

2、固醇类激素检测及环境修复等领域的研宄现状和应用前景。关键词：睾丸酮丛毛单胞菌；3a-HSD；研究进展中图分类号：Q939.9文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.06.014睾丸酮从毛单胞菌(Comamonastestosteroni)存在于人体胃、肠道、尿液及土壤、泥浆、水体中，是一种严格需氧、非发酵的革兰氏阴性细菌。睾丸酮丛毛单胞菌由Talalay等［1］首先从池塘泥浆中分离得到，睾丸酮丛毛单胞菌3a-HSD的研宄进展摘要：3a-HSD(3a-hydroxyst

3、eroiddehydrogenase)是睾丸酮丛毛单胞菌在以类固醇为唯一碳源时，产生的一种类固醇脱氢酶，也是降解类固醇的关键酶。本文对睾丸酮丛毛单胞菌3a-HSD基因的调控、酶蛋白结构与功能等生物学特点进行阐述，总结了3a-HSD蛋白的两种获得途径：天然提取和人工诱导表达途径。从技术可行性、实用性和成本控制等几个方面，分析比对二者的优势和不足。介绍和展望了睾丸酮丛毛单胞菌3a-HSD在血清总胆汁酸测定、转基因生物工程、环境或食品中类固醇类激素检测及环境修复等领域的研宄现状和应用前景。关键词：睾丸酮丛毛单胞菌；3a

4、-HSD；研究进展中图分类号：Q939.9文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.06.014睾丸酮从毛单胞菌(Comamonastestosteroni)存在于人体胃、肠道、尿液及土壤、泥浆、水体中，是一种严格需氧、非发酵的革兰氏阴性细菌。睾丸酮丛毛单胞菌由Talalay等［1］首先从池塘泥浆中分离得到，当其生长在含有类固醇的培养基上或环境中存在类固醇底物诱导时，可产生多种类固醇脱氢酶和11种降解酶，其中之一是3a羟基类固醇脱氢酶(3a-hydroxysteroid

5、dehydrogenase,3a-HSD),一种能够利用分解留体类和多环芳烃类化合物作为菌体生长所需要的碳源和能源的关键酶。目前认为，3a-HSD不仅是睾丸酮丛毛单胞菌在以类固醇为唯一碳源时，产生的一种醇脱氢酶，也是降解类固醇的关键酶，还广泛地存在于原核和真核生物体内，是人体调节性激素代谢水平的重要酶类［2-3］。1998年研究人员发现睾丸酮丛毛单胞菌的降解酶3a-类固醇脱氢酶在降解消化留类物质中起主导作用，并对这个基因的调控机理进行了初步研宄，认识到3ot-HSD是C19〜C27类固醇分解代谢途径中最初的酶之一

6、［4］。在过去15年的时间里，睾丸酮丛毛单胞菌3a-HSD的结构和调控研究得到长足进展，其作用机制和功能的奥秘被逐步揭示，在几个关键领域的应用研宄已取得显著成果。笔者拟就3ct-HSD的研宄进展结合自身研宄项目进行简要综述，以期进一步系统了解睾丸酮丛毛单胞菌3ct-HSD的表达调控机理，为今后拓宽其在环境修复、食品安全、医学检验研究领域的应用作以铺垫。13a-HSD的生物学特点1.13ct-HSD基因的调控3（1-

7、^0基因全长77北9，编码258个氨基酸的肱链，肽链分子量在26.4KD左右。3Q-HSD的表达过

8、程较为复杂，在转录水平受多个因子调控，从最初的负调控因子阻遏蛋白RepA、RepB和活化因子Activator,到近年来发现的正调控因子TeiR基因和LysR基因，都对其转录过程起到抑制或促进作用。1.1.1阻遏蛋白（R印A和RepB）在3a-HSD基因附近有4个开放的阅读框架（orfl、orf2、orf3、orf4），与基因的诱导、表达与调控密切相关。3Q-HSD基因受2个阻遏蛋白（RepA和RepB）的负调控，类固醇通过阻断阻遏蛋白与调控区的结合，诱导3a-HSD的表达［5］。RepA和RepB分别由420和

9、78个氨基酸组成，由框架orf2和orf3编码。RepB可与3a-HSDmRNA的5’端环状结构相结合，其编码框orf3的方向与3a-HSD方向相反。RepA识别位点有两处，RepA与这2个序列结合，形成一个1.6kb的环状结构，阻遏了细菌RNA聚合酶与hsdA启动子区域的结合，从而抑制3a-HSD基因的表达。国内外学者的研究表明，去除这2处DNA序列可显著提高3a-HS