甲烷氧化菌20Z利用Embden-Meyerhof-Parnas途径高效同化甲烷

为了探究γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）甲烷氧化菌Methylomicrobiumalcaliphilum 20Z的甲烷同化代谢过程。文中整合RNA。seq、LC．MS技术并结合13C标记策略对核酮糖单磷酸途径（Ribulosemonophosphatepathway）及下游途径展开系统组学分析。Malcaliphilum 20Z代谢物组定量分析表明Entner-Doudorofr（EDD）途径的中间代谢物6一磷酸葡萄糖的浓度是（150．95±28．75）μmol／L，2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸浓度低于质谱定量分析检测限，而Embden-Meyerhof-Pamas（EMP）途径中果糖1，6-二磷酸、甘油醛-3-磷酸／二羟丙酮磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸的浓度分别是（1142．02±302．88）μmol／L、（1866．76±388．55）μmol／L和（3067．57±898．13）±mol／L。通过EDD和EMP途径的代谢物13C同位素动态富集研究，进一步揭示3位标记丙酮酸丰度是l位标记丙酮酸丰度的4-6倍。最后，基因表达比较分析发现EMP途径的关键基因（如：fbaA、tpiA、gap和pykA）的表达水平（RPKM）分别是2479．2、2493．9、2274．6和1846．0，而EDD途径中基因（如：pgi、eda和edd）的RPKM仅是263．8、341．2和225．4。综合上述结果阐明EMP途径才是Malcaliphilum20Z进行甲烷同化的关键通路。EMP途径代谢功能的全新阐述不但改变对Gammaproteobacteria甲炕氧化菌甲烷同化模式的传统认知，而且为甲烷高效生物催化转化提供重要的理论基础。