维普资讯 http://www.cqvip.com ■ ２００７，Ｖ ０Ｊ＿２４ Ｎｏ．７ Ｃｈ与生物Ｚ程 ｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ３一羟基丙酸途径研究进展 刘冰，刘成。张鲲。邹少兰，吴经才，张敏华 （天津大学石油化工技术开发中心绿色合成与转化教育部重点实验室，天津３０００７２） 摘要：３一羟基丙酸途径是人们近些年才发现的一种新的Ｃ（） 固定途径，存在于橙色绿屈挠茵和多种嗜酸嗜热的古 细菌中。途径中的关键代谢中间产物为３羟基丙酸，并且涉及到多种在其它的自养Ｃ（）ｚ固定途径中并不常见的多功能 酶。介绍了近几年３一羟基丙酸途径研究的新进展及其理论意义和潜在的应用价值。 关键词：【’（）。固定；３羟基丙酸途径；橙色绿屈挠茵；古细菌；多功能酶， 中图分类号：ＴＱ ２２５．４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—５４２５（２００７）０７—０００８—０４ 碳是构成生命体的重要元素。尽管ＣＯ或甲烷可 被少数微生物利用，但是绝大多数生物体内的碳来源 于ＣＯ ，是由自养生物的ＣＯ 固定途径得到。虽然许 多微生物在回补反应中能同化或固定ＣＯ ，但只有自 养型微生物能利用ＣＯ。作为它们的唯一碳源或主要碳 化的过程中，３一羟基丙酸途径是生命体早期自养生活 方式的尝试之一。 ｌ ３一羟基丙酸途径的发现及研究进展 １９８６年，Ｈｏｌｏ等人成功地在自养条件下培养了 橙色绿屈挠菌。这是一种丝状、滑移运动的嗜热细菌， 是绿色非硫细菌的主要代表。它具有多种营养类型： 有氧条件下可以化能异养生长，而厌氧条件下可以光 能异养生长或光能自养生长 ］。Ｈｏｌｏ等研究发现橙 色绿屈挠菌光能自养生长时是以ＣＯ 为唯一碳源的， 但是在这个菌中又没有发现以前已知的三种ＣＯ：固定 源，因此从某种意义上来说，ＣＯ：的自养固定过程对于 生命体是至关重要的，是地球上最重要的生命过程。 自然界中存在多种Ｃ（）２固定的途径，其中最主要的 是卡尔文循环，又称为还原戊糖磷酸循环。它广泛存在 于绿色植物、蓝细菌、绝大多数光合细菌和全部好氧的 化能自养菌中。而在古生菌，一些绝对厌氧菌和一些微 好氧菌中，还存在其它类型的Ｃ（ 固定途径，包括还原 性ＴＣＡ途径、厌氧乙酰ＣｏＡ途径和３一羟基丙酸途径。 途径中的任何一种关键酶类，进一步研究证实橙色绿 屈挠菌的ＣＯ：固定途径是以微生物代谢中十分罕见的 ３一羟基丙酸为代谢中间物的，基于以上的这些发现， Ｈｏｌｏ提出了固定ＣＯ＝的３一羟基丙酸途径的假设［ ］。 还原性ＴＣＡ途径存在于少数光合细菌和绿硫细菌中； 厌氧乙酰ＣｏＡ途径则存在于产甲烷菌、硫酸盐还原菌 和产乙酸菌等化能自养细菌中；而近年来人们在橙色绿 屈挠菌（ＣｈｌｏｒｏｆｌｅＪ＇ＵＳ ａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ）和一些古细菌中发现 了一种新的Ｃ【）２固定途径，由于这一途径以３一羟基丙酸 后来，Ｓｔｒａｕｓｓ等人通过 Ｃ同位素标记实验和无细胞 提取物中酶活的测定，证明了３一羟基丙酸途径确实存 在于橙色绿屈挠菌中，并且初步分析了这一循环中涉 及到的酶类…。随后的几年里，人们先后研究了参与 该循环的各种酶类的酶学性质，阐明了这些酶催化反 应的机制 ；与此同时，人们在一些古细菌中也发现 了类似的Ｃ（） 固定途径。 这一新发现的Ｃ（） 固定途径的起始物质是乙酰 为特征性代谢中间物，因此称为３一羟基丙酸途径＿ｌｊ。 ３一羟基丙酸途径具有与其它三个途径不同的鲜明 特点：首先，它是一个双循环偶联的代谢过程；其次，途 径中涉及到多种多功能酶，这在其它的自养途径中并 不常见；此外，途径中的关键中间产物一３一羟基丙酸 在生物代谢过程中十分罕见。３一羟基丙酸途径首先发 现于橙色绿屈挠菌中，对其１６Ｓ ｒＲＮＡ的研究结果表 ＣｏＡ，通过循环过程可固定两分子ＣＯ。转化为一分子 乙醛酸，并且乙酰ＣｏＡ得到了再生。但是开始时有一 个问题困扰着人们，那就是Ｃ（）。固定的产物乙醛酸的 代谢去路并不清楚，曾有的学者认为乙醛酸转化为甘 氨酸或丝氨酸参与了细胞代谢，但后来Ｈｅｔｅｒ等人通 过研究发现并不是这样，而是乙醛酸进入了另一循环 明，此菌不与其它任何细菌类群有紧密的关系，并且是 细菌树中一个古老的分支 。】，同时它的这种自养机制 在目前已知的其它所有细菌中也都不存在；而后又在 多种古细菌中发现了类似的途径，这可能暗示了在进 收稿日期：２００７—０３—０９ 作者简介：刘冰（１９８２一）．男，河北南宫人，硕士研究生，研究方向：代谢工程与生物质能源的转化；通讯联系人：刘成，研究员，研究 方向：生物化工。Ｅ ｍａｉｌ：ｌｉｕｂｉｎｇｌ２５４２０＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ。 维普资讯 http://www.cqvip.com 刘 冰等：３－羟基丙酸途径研究进展／２００７年一７啊 ■ ＣｏＡ转移酶 和甲基苹果酰ＣｏＡ裂合酶 基因，并 对其酶学性质进行了研究。可以相信很快人们也就会 弄清楚后一个循环中的各个酶的酶学性质以及催化反 应机理，使３一羟基丙酸途径更加完善。 过程，并且在后一循环中又固定了一分子ＣＯ ，最后形 成了ＣＯ 固定过程的终产物——丙酮酸Ｌ】。。“ｊ。也就 是说，橙色绿屈挠菌中的３一羟基丙酸途径是由通过乙 醛酸连接的两个循环组成的（图１）。为了区别途径的 这两个循环，分别将其命名为３一羟基丙酸循环和甲基 苹果酸循环。最近，Ｆｒｉｅｄｍａｎｎ等人在大肠杆菌中克 隆表达了后一个循环中的琥珀酰ＣｏＡ：甲基苹果酸 ２橙色绿屈挠菌中的３一羟基丙酸途径 丙 ①乙酰ＣｏＡ羧化酶（Ｅ．Ｃ ６．４，１．２）；②丙二酸单酰ＣｏＡ还原酶（Ｅ，Ｃ，１．１．卜和Ｅ．Ｃ．１．２．１，一）；③丙酰ＣｏＡ合成酶（Ｅ，Ｃ．６．２．１．一．Ｅ，ｃ．４．２．１． 和Ｅ．Ｃ．１．３．１．一）；①丙酰ＣｏＡ羧化酶（Ｅ．Ｃ．６．４．１，３）；⑤甲基丙二酸单酰ＣｏＡ异构酶（Ｅ，Ｃ．５．１．９９．１）；⑥甲基丙二酸单酰ＣｏＡ变位酶 （Ｅ．Ｃ ５，４．９９．２）；⑦琥珀酰ＣｏＡ：Ｌ－苹果酸ＣｏＡ转移酶；⑧琥珀酸脱氢酶（Ｅ．Ｃ．１，３．５，１）；⑨延胡索酸水合酶（Ｅ．Ｃ．４．２．１．２）；⑩Ｌ－苹果酰ＣｏＡ／ 甲基苹果酰Ｃ（－Ａ裂合酶（Ｅ．Ｃ．４．１．３．２４）；⑨⑩未知反应；⑩琥珀酰ＣｏＡ：ａ一甲基苹果酸ＣｏＡ转移酶；⑩ａ－甲基苹果酰ＣｏＡ裂合酶 图ｌ 橙色绿屈挠菌中的３一羟基丙酸途径［１ Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ３一ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｐａｔｈｗａｙ ｉｎ Ｃ ａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ 橙色绿屈挠菌中的３一羟基丙酸途径的起始物质 是乙酰ＣｏＡ，在前一个循环——３一羟基丙酸循环中，乙 酰ＣｏＡ经过丙二酸单酰ＣｏＡ和３一羟基丙酸等中间物 转化为丙酰ＣｏＡ，此过程中固定了一分子的ＣＯ。；丙 参与生物合成过程。因此在橙色绿屈挠菌中，３一羟基 丙酸途径是３一羟基丙酸循环与甲基苹果酸循环偶联 形成双循环来共同实现ＣＯ 固定的，其实际效果是将 三分子的ＣＯ。转化为一分子的丙酮酸Ｌ】 ¨ｊ。 酰ＣｏＡ经过ａ一甲基丙二酸单酰ＣｏＡ、琥珀酰ＣｏＡ等 中问物转化为Ｌ一苹果酰ＣｏＡ，此过程中又固定了一分 子的ＣＯ。；随后Ｉ 一苹果酰ＣｏＡ在Ｌ一苹果酰ＣｏＡ／ｆｆ甲 基苹果酰ＣｏＡ裂合酶的作用下分解为乙酰ＣｏＡ和乙 醛酸，乙醛酸同样又在这个酶的作用下进入了后一循 环过程一一甲基苹果酸循环中。 有趣的是甲基苹果酸循环与３一羟基丙酸循环的 ＣＯ 固定的过程一般都是耗能过程，３一羟基丙酸 途径亦不例外。在通过３一羟基丙酸途径固定Ｃ（） 的 过程中，每固定３ ｍｏｌ的Ｃ（） ５＇Ｊ １ ｍｏｌ的丙酮酸就要 消耗５ ｔｏｏｌ的ＡＴＰ和６ ｔｏｏｌ的ＮＡＤＰＨ，消耗能量的 反应主要有乙酰ＣｏＡ羧化酶和丙酰ＣｏＡ羧化酶催化 的Ｃ（） 固定的反应以及由３一羟基丙酸生成丙酰ＣｏＡ 的反应。这个途径总的反应式为： ３ＨＣＯａ＋６ＮＡＤＰＨ＋５ＡＴＰ＋４Ｈ‘＋ＦＡＤ —— 部分途径完全相同，即乙酰ＣｏＡ经过丙二酸单酰 ＣｏＡ、３－羟基丙酸生成丙酰ＣｏＡ；而与３一羟基丙酸循环 ＣＨ。ＣＯＣＯＯＨ＋６ＮＡＤＰ ＋３ＡＤＰ＋３Ｐｉ＋２ＡＭＰ＋ ２ＰＰｉ＋Ｈ２ Ｏ＋ＦＡＤＨ２ 不同的是，丙酰ＣｏＡ不是继续转化为ａ一甲基丙二酸单 酰ＣｏＡ，而是与３一羟基丙酸循环的产物乙醛酸反应， 在橙色绿屈挠菌中的ＣＯ 固定过程中有三个代谢 过程比较特殊：①由丙二酸单酰ＣｏＡ生成丙酰ＣｏＡ 的过程；②由苹果酸生成乙醛酸和乙酰ＣｏＡ的过程； ③乙醛酸在Ｌ一苹果酰ＣｏＡ／ 甲基苹果酰ＣｏＡ裂合酶 经过一系列中问物，最终再生了乙酰ＣｏＡ，并生成了 ＣＯ：固定的终产物——丙酮酸，作为通用的结构单元 维普资讯 http://www.cqvip.com 圆 的作用下的同化过程，目前为止其它的自养生物中没 有出现过这些代谢过程［６ 。 同时，３．羟基丙酸途径中涉及到多种多功能酶，这 刘 冰等：３－羟基丙酸途径研究进展／２００７年囊７啊 菌中虽然存在３～羟基丙酸途径的主要部分，但是却有 自身独特的乙酰ＣｏＡ再生系统；此外，最近的研究表 明虽然硫化叶菌与橙色绿屈挠菌中的丙二酸单酰 些酶能够催化多个连续的反应，比如在丙酰ＣｏＡ合成 酶催化下由３一羟基丙酸生成丙酰ＣｏＡ的过程就是由 ｉ步反应组成的： ＣｏＡ还原酶在代谢路径中催化相同的反应，但是它们 之间几乎没有同源性，有着不同的性质［＝ｌ 。综合这几 点人们猜测古细菌中的代谢途径很有可能是一种以 ３一羟基丙酸＋ｃ。Ａ＋ＡＴＰ 竺 ３一羟基丙酰ＣｏＡ＋ＡＭＰ＋ＰＰｉ４－Ｈ ３一羟基丙酸途径为基础的几种自养途径的结合体 。 ４ ３一羟基丙酸途径的理论意义和潜在的生物 技术应用 目前大规模燃烧化石能源造成的ＣＯ 的大量排 放是造成温室效应的主要原因，并且ＣＯ 作为最廉价 最丰富的碳资源，广泛存在于自然界中，橙色绿屈挠菌 和其它一些古细菌中发现的３一羟基丙酸途径作为一 种新的ＣＯ 固定途径，对于这个途径的深入研究有助 于人们更加全面地认识和理解地球上的碳循环过程， 更加深刻的理解ＣＯ 固定的机制，有助于人们解决日 益恶化的生态环境问题，有助于人类更好地利用自然 ３一羟基丙酰ＣｏＡ一丙烯酰ＣｏＡ＋Ｈ Ｏ 丙酰ＣｏＡ＋ＮＡＤＰ 丙烯酰ＣｏＡ＋ＮＡＤＰＨ＋Ｈ 一总的反应式为： ３一羟基丙酸＋ＡＴＰ＋ｃ。Ａ＋ＮＡＤＰＨ 塑 丙酰ＣｏＡ＋ＡＭＰ＋ＰＰｉ＋ＮＡＤＰ ＋Ｈ２Ｏ 途径中这种类似的多功能酶还包括丙二酸单酰 ＣｏＡ还原酶、Ｉ 一苹果酰ｃｏＡ／ 甲基苹果酰ＣｏＡ裂合 酶等，这种多功能酶在其它自养ＣＯ。固定途径中也并 不常见。另外值得强调的是，丙二酸单酰ＣｏＡ还原酶 其它已知的微生物代谢途径中尚未出现过，同时它的 稳定性又很好，因此它可以作为３一羟基丙酸途径的特 征酶，用来验证３一羟基丙酸途径 ］。 界中的碳资源。 ３一羟基丙酸途径中涉及到多种多功能酶，多功能 ３古细菌中的３一羟基丙酸途径 在古菌域（Ａｒｃｈａｅａ）泉古菌门（Ｃｒｅｎａｒｃｈａｅｏｔａ）的硫 化叶菌科（Ｓｕｌｆｏｌｏｂａｃｅａｅ）的一些菌株中也发现了类似 ３一羟基丙酸途径的Ｃ（ 固定过程，这些菌包括布氏酸菌 （Ａｃｉｄｉａｎｕ，：ｂｒｉｅｒｌｅｙｉ）、勤奋金属球菌（Ｍｅｔａｌｌｏｓｐｈａｅｒａ ｓｅｄｕｌａ）、金属硫化叶菌（Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕｓ ｍｅｔａｌｌｉｃｕｓ）和下层嗜 酸两面菌（Ａｃｉｄｉａｎｕｓ ｉｎｆｅｒｎｕｓ）等 是以３一羟基丙酸为代谢中间物的。 与橙色绿屈挠菌不同的是，布氏酸菌和勤奋金属 球菌中的３一羟基丙酸途径催化ＣＯ。固定反应的乙酰 ］。虽然在这些 菌中的３一羟基丙酸途径在细节上有所不同，但是它们都 酶催化由于催化中心的距离很近，在催化连续的反应 时效率较高，研究３一羟基丙酸途径中的多功能酶有助 于了解多功能酶的分子生物学机制。特别是乙酰 ＣｏＡ羧化酶，它是脂肪酸生物合成途径中的关键酶 类，但是在真核生物体内它的各个亚基是处于游离状 态的，而在勤奋金属球菌的３一羟基丙酸途径中的乙酰 ＣｏＡ羧化酶，可分离为一个大的复合体，非常稳定，可 以用来研究晶体结构，解决晶体结构问题对于基因治 疗有潜在的影响［１ 。 同时，３～羟基丙酸途径涉及了多种化学物质，这对 于我们利用现代生物技术生产化学品有着重要的指导 意义。以关键代谢产物３～羟基丙酸为例，３一羟基丙酸 是乳酸的异构体，可以生产多种有用的下游产物如１， ３一丙二醇、丙烯酸、丙二酸、丙烯酰胺等。美国能源部 ２００４年的一份报告 将３一羟基丙酸列为１２种最具潜 力的生物基平台化工品之一，随着化石能源的逐渐消 耗和枯竭，发展生物基化工路线已成大势所趋，３一羟基 ＣｏＡ羧化酶和丙酰ＣｏＡ羧化酶其实是同一种酶—— 双功能的酰ＣｏＡ羧化酶。一般来讲，在生物代谢中乙 酰ＣｏＡ羧化酶与脂肪酸代谢有关，而丙酰ＣｏＡ羧化 酶则与丙酸代谢有关，而这两种菌一方面脂质中不含 有脂肪酸．．另一方面又不能利用丙酸生长，同时在这两 种菌中发现了很高的酰ＣｏＡ羧化酶酶活，这成为这两 种菌中存在３一羟基丙酸途径的有力证据之一Ｌ１ 。 丙酸途径的研究必定会对这些高价值化工品的生物法 生产提供丰富的理论背景。 参考文献： ［１］ＳｔｒａＵＳＳ Ｇ，Ｆｕｅｈｓ Ｇ．Ｅｎｚｙｍｅｓ ｏｆ ａ ｎｏｖｅｌ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ｃ（）２ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙ ｉｎ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ｂａｃｔｅｒｉｕｍ ＣｈｌｏｒｏＪＴｅｘｕｓ ａｕｒａｎｔｉａｃ ， 但是目前为止，人们还不能证明硫化叶古细菌的 ３一羟基丙酸途径中的由琥珀酰ＣｏＡ形成乙酰ＣｏＡ的 过程。而在布氏酸菌中［１ ，没有发现存在于橙色绿屈 挠菌３一羟基丙酸途径中的苹果酰ＣｏＡ裂合酶的活性， 也没有发现代谢乙醛酸的酶类，这说明在硫化叶古细 ｔｈｅ ３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ［Ｊ］．Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｃｈｅｍ— ｉｓｔｒｙ，１９９３，２１５（３）：６３３—６４３． ｒ２］Ｐｒｅｓｃｏｔｔ １ Ｍ．Ｈａｒｌｅｙ Ｊ Ｐ．Ｋｌｅｉｎ Ｄ Ａ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ（５ｔｈ）［Ｍ］． 维普资讯 http://www.cqvip.com 刘 冰等：３－羟基丙酸途径研究进展／２ｏｏ７年一７啊 Ｂｏｓｔｏｎ：ＭｃＧｒａｗ－Ｈｉｌｌ，２００２：４７０． ［３］Ｈｏｌｏ Ｈ，Ｓｉｒｅｖａｇ Ｒ．Ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ｇｒｂｗｔｈ ａｎｄ ＣＯ２ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｌｏ一 ｒｏｆｌｅｘｕｓ ａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ［Ｊ］．Ａｒｃｈｉｖｅｓ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，１ ９８６，１ ４５ （２）：１ ７３—１８０． 田 ｅｕｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ，２００６，１８８（１８）：６４６０—６４６８． ［１３］Ｆｒｉｅｄｍａｎｎ Ｓ，Ａｌｂｅｒ Ｂ Ｅ，Ｆｕｃｈｓ Ｇ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｒ—ｃｉｔｒａｍａｌｙｌ— ＣｏＡ ｌｙａｓｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｏｆｌｅｌ ｕｓ ａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ ［４］Ｈｏｌｏ Ｈ．Ｃｈｌｏｒｏｆｌｅｘｕｓ ａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ ｓｅｃｒｅｔｅｓ ３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ， ａ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ（）２ ａｎｄ ａｃｅｔａｔｅ［Ｊ］． Ａｒｃｈｉｖｅｓ ｏｆＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，１９８９，１５１（３）：２５２—２５６． ［５］Ｍｅｎｅｎｄｅｚ Ｃ，Ｂａｕｅｒ Ｚ，Ｈｕｂｅｒ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ａｃｅｔｙｌ ｃｏｅｎ一 ｚｙｍｅ Ａ（ＣｏＡ）ｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｉｏｎｙｌ—ＣｏＡ ｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ ｉｎ ａｕ一 ｔｏｔｒｏｐｈｉｃ Ｃｒｅｎａｒ（’ｈａｅｏｔａ ａｎｄ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ３一 ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ ｉｎ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｘａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ一 ｎａｌ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ，１９９９，１８１（４）：１０８８—１０９８． ［６］Ｈｅｒｔｅｒ Ｓ．Ｆａｒｆｓｉｎｇ Ｊ，Ｇａｄ’Ｏｎ Ｎ，ｅｔ ａ１．Ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ＣＯ２ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｂｙ Ｃｈｌｏｒｏｆｌｅ３ｃｕｓ ａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ：Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｇｌｙｏｘｙｌａｔｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ［ａｈｅａｄ ｏｆ ｐｒｉｎｔ］，２００７． ［１４］Ｈｕｇｌｅｒ Ｍ，Ｆｕｃｈｓ Ｇ．Ａｓｓａｙｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃｙ— ｃｌｅ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｘａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，２００５，３９７： ２１２—２２１． ［１５］Ｂｕｒｔｏｎ Ｎ Ｐ，Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｔ Ｄ，Ｎｏｒｒｉｓ Ｐ Ｒ．Ｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ ｇｅｎｅｓ ｏｆ ， Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕｓ ｍｅｔａｌｌｉｃｕｓ［Ｊ］．Ａｒｃｈｉｖｅｓ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，１９９９，１７２ （６）：３４９—３５３． ［１６］Ｉｓｈｉｉ Ｍ，Ｍｉｙａｋｅ Ｔ，Ｓａｔｏｈ Ｔ．Ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ｆｉｘａ ｔｉｏｎ ｉｎ Ａｃｉｄｉａｎｕｓ ｂｒｉｅｒｌｅｙｉ［Ｊ］．Ａｒｃｈｉｖｅｓ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，１９９６， １６６（６）：３６８—３７１． ａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ ｖｉａ ｔｈｅ ３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ａｃｔｅｒｉＢｏｌｏｇｙ，２００１，１８３（１４）：４３０５—４３１６． ‘【１７］Ｈｕｇｌｅｒ Ｍ，Ｋｒｉｅｇｅｒ Ｒ Ｓ，Ｊａｈｎ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｅ— ｔｙｌ—ＣｏＡ／ｐｒｏｐｉｏｎｙｌ—ＣｏＡ ｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ ｉｎ Ｍｅｔａｌｌｏｓｐｈａｅｒａ ｓｅｄｕｌａ： ［７］ Ａｌｂｅｒ Ｂ Ｅ，Ｆｕｃｈｓ Ｇ．Ｐｒｏｐｉｏｎｙｌ—ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｆｒｏｍ Ｃｈｌｏ— ｒｏ．Ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｉｎｇ ｅｎｚｙｍｅ ｉｎ ｔｈｅ ３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒ０ｐｉｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ ｆｏｒ ａｕｌｏ— ｔｒｏｐｈｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｘａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００３，２７０（４）：７３６—７４４． ［１８］Ｃｈｕａｋｒｕｔ Ｓ，Ａｒａｉ Ｈ，Ｉｓｈｉｉ Ｍ．Ｃｈａｒａｃｌｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｒｃｈａｅａｌ ａｃｙｌ ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ ｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏ— ｇｙ，２００３，１８５（３）：９３８－９４７． ｆｌｅｘｕｓ ａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ，ａ ｋｅｙ ｅｎｚｙｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ ｆｏｒ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ＣＯ２ ｆｉｘａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．２００２，２７７（１４）：１２１３７—１２１４３． ［８］Ｈｕｇｌｅｒ Ｍ，Ｍｅｎｅｎｄｅｚ Ｃ，Ｓｃｈａｇｇｅｒ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｍａｌｏｎｙｌ—ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ ｒｅｄｕｃｔａｓｅｆｒｏｍＣｈｌｏｒｏｆｌｅｘｕｓ ａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ，ａ ｋｅｙ ｅｎｚｙｍｅ ｏｆｔｈｅ ３－ ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ ｆｏｒ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ＣＯ２ ｆｉｘａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ，２００２，１８４（９）：２４０４—２４１０．［１９］Ａｌｂｅｒ Ｂ，（）ｌｉｎｇｅｒ Ｍ，Ｒｉｅｄｅｒ Ａ，ｅｔ ａ１．Ｍａｌｏｎｙｌ—ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ ｒｅ— ｄｕｃｔａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ３一ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ ｆｏｒ ａｕｔｏｔｒｏｐｈ ［９］Ｆｒｉｅｄｍａｎｎ Ｓ，Ｓｔｅｉｎｄｏｒｆ Ａ，Ａｌｂｅｒ Ｂ Ｅ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｕｅｃｉ— ｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｉｎ ａｒｃｈａｅａｌ Ｍｅｔａｌｌｏｓｐｈａｅｒａ ａｎｄ Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕｓ ｓｐｐ ｎｙｌ—ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ：Ｌ－Ｍａｌａｔｅ ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ ｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ３－ｈｙｄｒｏｘＹｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｏｆｌｅｘｕｓａｕｒａｎ一 ｔｉａｔ‘ｕｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ａｃｔｅｒｉＢｏｌｏｇｙ，２００６，１８８（７）：２６４６—２６５５．［１Ｏ］Ｈｅｒｔｅｒ Ｓ，Ｆｕｃｈｓ Ｇ，Ｂａｃｈｅｒ Ａ，ｅｔ ａ１．Ａ ｂｉｃｙｃｌｉｃ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ Ｃ（）２ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙ ｉｎ Ｃｈｌｏｒ￣ｌｆｌｅｘｕｓａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉ一 ｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００２，２７７（２３）：２０２７７—２０２８３． ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ，２００６，１８８（２４）：８５５１—８５５９． ［２０］Ｈｕｇｌｅｒ Ｍ，Ｈｕｂｅｒ Ｈ，Ｓｔｅｔｔｅｒ Ｋ ０．Ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ＣＯｚ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙｓ ｉｎ ａｒｃｈａ．ｅａ（Ｃｒｅｎａｒｃｈａｅｏｔａ）［Ｊ］．Ａｒｃｈｉｖｅｓ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ一 ｏｇｙ，２００３，１７９（３）：１６Ｏ一１７３． ［２１］Ｉｓｈｉｉ Ｍ，Ｃｈｕａｋｒｕｔ Ｓ，Ａｒａｉ Ｈ，ｅｔ ａ１．（）ｃｃｕｒｒｅｎｃｅ．ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉ一 ［１１］Ｈｅｒｔｅｒ Ｓ，Ｂｕｓｃｈ Ａ，Ｆｕｃｈｓ Ｇ．Ｌ－Ｍａｌｙｌ—ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ ｌｙａｓｅ／ｆｆ ｍｅｔｈｙｌｍａｌｙｌ—ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ ｌｙａｓｅ ｆｒｏｍ Ｃｈｌｏｒｏｆｌｅｘｕｓ ａｕｒａｎｔｉａｃｕ，￣， ｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４， ６４（５）：６０５—６１０． ａ ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｅｎｚｙｍｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ｃ（）２ ｆｉｘａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ，２００２，１８４（２１）：５９９９－６００６． ［２２］ Ｗｅｒｐｙ Ｔ，Ｐｅｔｅｒｓｅｎ Ｇ．Ｔｏｐ ｖａｌｕｅ ａｄｄｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ｆｒｏｍ ｂｉｏ— ｍａｓｓ．Ｖｏｌｕｍｅ Ｉ：Ｒｅｓｕ３ｔｓ ｏｆ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｆｏｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃａｎｄｉｄａｔｅｓ ［１２］Ｆｒｉｅｄｍａｎｎ Ｓ，Ａｌｂｅｒ Ｂ Ｅ，Ｆｕｃｈｓ Ｇ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｕｃｃｉｎｙｌ—ｃｏｅｎ— ｚｙｍｅ Ａ：Ｄ－Ｃｉｔｒａｍａｌａｔｅ ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ ｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃｙｃｌｅ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｏｆｌｅｘｕｓａｕｒａｎｔｉａ— ．ｆｒｏｍ ｓｕｇａｒｓ ａｎｄ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｇａｓ［Ｒ］．Ｕ．Ｓ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ， ２００４：２９－３１． Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ３一ＨｙｄｒＯｘｙｐｒＯｐｉＯｎａｔｅ Ｐａｔｈｗａｙ ＬＩＵ Ｂｉｎｇ，ＬＩＵ Ｃｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｋｕｎ，ＺＯＵ Ｓｈａｏ－ｌａｎ，ＷＵ Ｊｉｎｇ－ｃａｉ，ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎ—ｈｕａ （Ｒ＆Ｄ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｇｒｅｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎ÷ｉｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ｐａｔｈｗａｙ，３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｐａｔｈｗａｙ，ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ ｉｎ Ｃｈｌｏｒｏｆｌｅｘｕｓ ａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ，ａ ｆａｃｕｈａｔｉｖｅ ａｅｒｏｂｉｃ，ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ｂａｃｔｅｒｉｕｍ．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｓｉｍｉｌａｒ ｐａｔｈｗａｙｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ ｉｎ ｍａｎｙ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ ａｎｄ ａｃｉｄｏｐｈｉｌｉｃ ｍｅｍｂｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｒｅｎａｒｃｈａｅｏｔａ．Ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｐａｔｈｗａｙｓ ｉｓ ３一ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ａｓ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ． Ａｎｄ ｍａｎｙ ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｅｎｚｙｍｅｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｔｈｗａｙ ａｒｅ ｒａｒｅ ｉｎ ｏｔｈｅｒ ａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃ ｐａｔｈｗａｙｓ．Ｅｘｃｅｐｔ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ，ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｐａｔｈｗａｙ ａｒｅ ａｌｓｏ ｅｖａｌｕａｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＯ２ ｆｉｘａｔｉｏｎ；３－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｐａｔｈｗａｙ； Ｃｈｌｏｒｏ・ｆｌ ｔｉｏｎａｌ ｅｎｚｙｍｅｓ ａｕｒａｎｔｉａｃｕｓ；Ａｒｃｈａｅａ；ｍｕｈｉｆｕｎｃ—
