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溶解有机物碳(Dissolved organic carbon,DOC)库是海洋中最大的有机碳储藏库,在海洋碳循环中占重要地位。D型氨基酸(D-aminoacids,D-AAs)是海洋DOC库的重要组成。然而D-AAs的生物可利用性以及微型生物代谢D-AAs的机制尚不明确,而D-AAs生物可利用性及其代谢机制的研究对认知海洋环境中D-AAs的来源和去向至关重要。本论文以海洋细菌和奇古菌为研究对象,对D-AAs的生物可利用性及利用机制展开了调查研究,主要研究内容及结论如下:1、D-AAs生物可利用性的生态调查。以南海为研究海域,将自然海水涂布于以19种D-AAs为碳氮源的平板上,分析了海洋细菌对D-AAs的利用特性。结果发现:(1)66.7%的D-AAs平板上未长出菌落,暗示D-AAs难以被海洋细菌利用,具有一定的生物惰性。(2)D-AAs利用菌主要分布于Gammaproteobacteria纲、Actinobacteria 纲、Alphaproteobacteria 纲、Bacilli 纲和 Flavobacteria 纲,其中Ganmmaproteobacteria纲的菌株达72%;(3)南海远海表层海水中的细菌对D-AAs表现出较高的利用能力。2、奇古菌Nitrosopumilus maritimusSCM1的D-AAs利用特性的研究。以D-AAs为碳源培养奇古菌N.maritimusSCM1,分析了 D-AAs对N.maritimus SCM1生长及代谢的影响。研究发现,有10种D-AAs(D-Met、D-Asp、D-Trp、D-Glu、D-Val、D-Pro、D-Ile、D-Phe、D-Leu 和 D-Asn)对N.maritimus SCM1的生长有促进作用,另外 9 种 D-AAs(D-Ser、D-His、D-Cys、D-Gln、D-Lys、D-Ala、D-Arg、D-Tyr和D-Thr)对N.maritimusSCM1的生长有抑制作用。部分D-AAs被分解时脱离的NH3可参与N.maritimus SCM1的氨氧化过程,为其生长提供氮源和能源。3、D-AAs代谢机制的研究。从深海交替单胞菌Alteromonas DSM17117和奇古菌N.maritmmus SCM1中克隆了氨基酸消旋酶基因,并利用大肠杆菌表达体系进行了体外表达。对其生物活性和底物特异性的研究中发现,A.macleodii DSM17117的丙氨酸消旋酶(AlaR)具有高度底物特异性和生物活性,天冬氨酸消旋酶(AspR)和天冬氨酸/谷氨酸/海因消旋酶(AGHR)具有相似的生物特性,对Asn和Gln具有反应活性;N.maritimus SCM1的谷氨酸消旋酶(GluR)在大肠杆菌表达体系可进行表达,但未检测出其生物活性。