中文摘要：

研究位于2-萘酸降解菌一段已克隆并表达了对2-萘酸有加氧活性的25Kbp DNA上的基因簇。在现有部分测序结果和发现了2-萘酸加氧酶基因的基础上，进一步确定编码催化2-萘酸加氧反应的基因簇的组成结构及其功能；进而对2-萘酸加氧酶基因簇上、下游的其他基因进行序列测定和基因产物的功能鉴定；确定这些基因在2-萘酸加氧反应过程和2-萘酸分解代谢过程中所起的作用，并比较这一基因序列与文献报道的芳香族化合物加氧酶大不相同的新的加氧酶基因簇与其他加氧酶基因簇在基因结构和对芳香族化合物作用机制的异同。本研究的实验结果将阐明双环化合物2-萘酸细菌分解代谢途径中催化第一苯环裂解的加氧酶的基因簇组成和功能，为完成2-萘酸细菌代谢途径全部关键基因的研究打下基础，有助于丰富双环化合物的生物降解理论。

结论摘要：

在对具有2-萘酸降解功能的25-kb克隆片段测序的基础上，获得编码2-萘酸降解代谢相关酶类的基因信息。对相关基因进行了外源表达，并对表达的产物进行纯化和酶学特性分析，阐述了一个双组分单加氧酶基因（nmoBA）的遗传信息和该基因编码酶的生理生化信息，发现2-萘酸加氧酶和黄素还原酶对2-萘酸共同作用的降解机制。研究中同时发现2-萘酸加氧酶具有催化吲哚生成重要的抗癌药物分子靛玉红的功能，而且该酶的黄素还原酶能够循环利用辅酶的特性具有良好的工业化应用前景。因此开展了采用DNA shuffling技术对nmoA进行随机突变，定向筛选的酶分子定向进化研究，以期获得生产高效、遗传稳定的突变菌株。同时在该片段上还发现存在一个可能与芳香化合物厌氧降解代谢途径相关的CoA-Ligase基因，对该可能的降解途径的研究正在进行之中。在萘酸的降解中尚未有CoA-Ligase参与催化降解途径研究报道，因此该研究的深入进行具有很高的学术价值和理论意义。本课题从遗传控制的角度研究细菌2-萘酸分解代谢途径，阐明了该途径起始阶段的2-萘酸加氧酶基因簇中的关键基因组成和遗传特点，研究内容包含基础、应用开发和探索的各项内容。