哈氏噬纤维菌类组蛋白HU及IHF的功能研究
发布时间：2021-11-14 06:51
哈氏噬纤维菌（Cytophaga hutchinsonii）属于拟杆菌门（Baacteroidetes）,是一种好氧的革兰氏阴性菌。该菌能够通过外膜上的纤维素吸附蛋白与纤维素结合,进而高效地降解纤维素结晶区。C.hutchinsonii不分泌游离的纤维素酶,也无纤维小体结构,研究证实这是一种全新且尚不清楚的纤维素降解策略,揭示C hutchinsonii的纤维素降解策略对纤维素生物质资源的转化及利用具有重要的理论及现实意义。近年来,随着C.hutchinsonii遗传操作方法的建立及不断完善,许多定位在细胞外膜或周质空间的蛋白都被证实在该菌的纤维素降解过程中发挥必需或重要的作用,但这些蛋白的表达受哪些因素调控却知之甚少。C.hutchinsonii中DNA结合蛋白的功能尚未有研究,因此本文以C.hutchinsonii类组蛋白HU及IHF为研究对象,通过基因敲除和异源表达研究了它们各自的功能和生化性质,阐述了它们在菌体形态、拟核结构、细胞运动及生物膜形成等方面的作用,尤其对它们在C.hutchinsonii纤维素降解过程中的作用进行了详细研究。具体研究内容以及取得的主要结果如下:C.h...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１游离纤维素酶协同降解（ａ）及纤维小体降解（ｂ）策略示意图（Ｌｙｎｄｅｔａｌ．??
实现对纤维??素的降解（Ｂａｙｅｒ?ｅｔａｌ．?２００４；?Ｂａｙｅｒ?ｅｔａｌ．?１９９４）。纤维小体结构主要由无催化活性的??脚手架蛋白（ｓｃａｆｆｏｌｄｉｎ）和纤维素酶组成。脚手架蛋白上含有多个粘连模块可以??将各种酶组分稳定地组合在一起。同时脚手架蛋白中还含有纤维素吸附结构域，??可以使酶组分与纤维素底物充分接触以便于高效降解（Ｂａｙｅｒ?ｅｔａｌ．?２００８）。纤维小??体可使细胞表面的多种酶协同作用，同时能够减少纤维素降解产物的扩散，以利??于它们被菌体高效地吸收及利用（图１－ｌｂ）。??１．３．３细胞结合型非纤维小体降解策略（第三种降解机制）??研宄发现属子拟杆菌门的好氧细菌哈氏噬纤维菌（／ｚｗｆｃ／ｚ／ｗｓｏｍＹ）??和厌氧细菌产玻拍酸丝状杆菌？ｓｗｃｃ／ｗｏｇｅ／ｊｅｓ）对纤维素的利用与上??述两种策略不同。这两种细菌都可高效地降解纤维素的结晶区，且降解主要在细??胞外膜和周质空间完成。Ｗｉｌｓｏｎ等人推断Ｃ．?／ｚｗｆｃ／ｎＴｗｏｆｌ／／采用如下所示的降解机??制（Ｗｉｌｓｏｎ?２００８；?Ｗｉｌｓｏｎ?２００９；?Ｗｉｌｓｏｎ?２０１１）：存在于外膜上的蛋白复合体从纤维素??中剥离纤维素链，并通过未知的蛋白（复合体）将纤维素链运送到周质空间，然??后在其中将其降解（图１－２）。??Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｆｉｂｅｒ????Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ??广?ｄｉｓｒｕｐｔｉｎｇ?ｃｏｍｐｌｅｘ??〇?＼Ｗ??＼?？?（?＼?ＶＨＰ＊?ｒ?Ｉｎｔｅｇｒａｌ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??Ｓ?Ｂａｃｔｅｒｉａｌ?？?ｊ?ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ????＾１１?Ａ?ｉ?ｔｒ
?山东大学博士学位论文???＿??图１－４扫描电子显微镜观察的Ｃ．?／ｚ政在滤纸纤维表面的排列状况（Ｘｉｅ?ｅｔ??ａｌ．２００７）〇??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?Ｃ．?ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎｉｉ?ｃｅｌｌｓ?ｄｉｇｅｓｔｉｎｇ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ??ｆｉｌｔｅｒ?ｐａｐｅｒ．?Ｂａｒ，?１０?ｊｉｍ．??１．４．２?Ｃ．?ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎｉｉ??Ｃ．?／ｍ／ｃ／ｚ／ｚｉｓｗ也自２０世纪３０年代被分离纯化后，Ｓｔａｎｉｅｒ等人对其纯种培养??条件和生理性质进行了初步研究（Ｓｔａｎｉｅｒ?１９４２）。２０世纪７０年代，研究人员发现??Ｃ．?不分泌游离的纤维素酶，但在细胞膜和细胞周质中可检测到内切??纤维素酶活力，却检测不到外切酶活力，胞外也检测不到还原糖产物积累（Ｃｈａｎｇ??ａｎｄ?Ｔｈａｙｅｒ?１９７７）。１９９６年，ＭｃＢｒｉｄｅ和Ｂａｋｅｒ首次通过接合转化将转座子ＴｎＷ７??整合到Ｃ．?／？攸／命篇ｎ７的基因组中，并建立了随机插入突变子库（ＭｃＢｒｉｄｅ?ａｎｄ??Ｂａｋｅｒ?１９９６）。鉴于Ｃ．?独特的纤维素降解策略，美国能源部将其列入??微生物基因组研宄计划，并于２００７年完成了全基因组测序及分析。测序结果显??本Ｃ．?的基因组大小为４．４３?Ｍｂ，ＧＣ含量３８．８５％，含有３７９０个开放??阅读框。对该菌纤维素酶预测发现３个ＧＨ５家族和６个ＧＨ９家族的纤维素内切??酶，以及４个ＧＨ３家族的（３－葡萄糖苷酶。在Ｃ．?基因组中未检索到??外切纤维素酶，这与之前未检测到外切纤维素酶活力的结果一致。此外，Ｃ??所有的纤维素酶都没有ＣＢＭ结构，
【参考文献】：
期刊论文
[1]哈氏噬纤维菌吸附纤维素的影响因素[J]. 陈凝,徐元喜,王慧,卢雪梅. 微生物学报. 2012(08)
[2]哈氏噬纤维菌生活史中形态的变化[J]. 韩文彬,徐正学,苏婧,卢雪梅,高培基. 微生物学报. 2009(01)
博士论文
[1]Cytophaga hutchinsonii纤维素结晶区降解相关基因chu3220和chu1557的研究[D]. 王森.山东大学 2017
[2]Cytophaga hutchinsonii基于FLP-FRT重组系统敲除方法的建立及Ⅸ型分泌系统相关基因的研究[D]. 王颖.山东大学 2014
[3]Cytophaga hutchinsonii遗传操作体系的建立及应用[D]. 徐元喜.山东大学 2012
本文编号：3494162
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１游离纤维素酶协同降解（ａ）及纤维小体降解（ｂ）策略示意图（Ｌｙｎｄｅｔａｌ．??
实现对纤维??素的降解（Ｂａｙｅｒ?ｅｔａｌ．?２００４；?Ｂａｙｅｒ?ｅｔａｌ．?１９９４）。纤维小体结构主要由无催化活性的??脚手架蛋白（ｓｃａｆｆｏｌｄｉｎ）和纤维素酶组成。脚手架蛋白上含有多个粘连模块可以??将各种酶组分稳定地组合在一起。同时脚手架蛋白中还含有纤维素吸附结构域，??可以使酶组分与纤维素底物充分接触以便于高效降解（Ｂａｙｅｒ?ｅｔａｌ．?２００８）。纤维小??体可使细胞表面的多种酶协同作用，同时能够减少纤维素降解产物的扩散，以利??于它们被菌体高效地吸收及利用（图１－ｌｂ）。??１．３．３细胞结合型非纤维小体降解策略（第三种降解机制）??研宄发现属子拟杆菌门的好氧细菌哈氏噬纤维菌（／ｚｗｆｃ／ｚ／ｗｓｏｍＹ）??和厌氧细菌产玻拍酸丝状杆菌？ｓｗｃｃ／ｗｏｇｅ／ｊｅｓ）对纤维素的利用与上??述两种策略不同。这两种细菌都可高效地降解纤维素的结晶区，且降解主要在细??胞外膜和周质空间完成。Ｗｉｌｓｏｎ等人推断Ｃ．?／ｚｗｆｃ／ｎＴｗｏｆｌ／／采用如下所示的降解机??制（Ｗｉｌｓｏｎ?２００８；?Ｗｉｌｓｏｎ?２００９；?Ｗｉｌｓｏｎ?２０１１）：存在于外膜上的蛋白复合体从纤维素??中剥离纤维素链，并通过未知的蛋白（复合体）将纤维素链运送到周质空间，然??后在其中将其降解（图１－２）。??Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｆｉｂｅｒ????Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ??广?ｄｉｓｒｕｐｔｉｎｇ?ｃｏｍｐｌｅｘ??〇?＼Ｗ??＼?？?（?＼?ＶＨＰ＊?ｒ?Ｉｎｔｅｇｒａｌ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??Ｓ?Ｂａｃｔｅｒｉａｌ?？?ｊ?ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ????＾１１?Ａ?ｉ?ｔｒ
?山东大学博士学位论文???＿??图１－４扫描电子显微镜观察的Ｃ．?／ｚ政在滤纸纤维表面的排列状况（Ｘｉｅ?ｅｔ??ａｌ．２００７）〇??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?Ｃ．?ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎｉｉ?ｃｅｌｌｓ?ｄｉｇｅｓｔｉｎｇ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ??ｆｉｌｔｅｒ?ｐａｐｅｒ．?Ｂａｒ，?１０?ｊｉｍ．??１．４．２?Ｃ．?ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎｉｉ??Ｃ．?／ｍ／ｃ／ｚ／ｚｉｓｗ也自２０世纪３０年代被分离纯化后，Ｓｔａｎｉｅｒ等人对其纯种培养??条件和生理性质进行了初步研究（Ｓｔａｎｉｅｒ?１９４２）。２０世纪７０年代，研究人员发现??Ｃ．?不分泌游离的纤维素酶，但在细胞膜和细胞周质中可检测到内切??纤维素酶活力，却检测不到外切酶活力，胞外也检测不到还原糖产物积累（Ｃｈａｎｇ??ａｎｄ?Ｔｈａｙｅｒ?１９７７）。１９９６年，ＭｃＢｒｉｄｅ和Ｂａｋｅｒ首次通过接合转化将转座子ＴｎＷ７??整合到Ｃ．?／？攸／命篇ｎ７的基因组中，并建立了随机插入突变子库（ＭｃＢｒｉｄｅ?ａｎｄ??Ｂａｋｅｒ?１９９６）。鉴于Ｃ．?独特的纤维素降解策略，美国能源部将其列入??微生物基因组研宄计划，并于２００７年完成了全基因组测序及分析。测序结果显??本Ｃ．?的基因组大小为４．４３?Ｍｂ，ＧＣ含量３８．８５％，含有３７９０个开放??阅读框。对该菌纤维素酶预测发现３个ＧＨ５家族和６个ＧＨ９家族的纤维素内切??酶，以及４个ＧＨ３家族的（３－葡萄糖苷酶。在Ｃ．?基因组中未检索到??外切纤维素酶，这与之前未检测到外切纤维素酶活力的结果一致。此外，Ｃ??所有的纤维素酶都没有ＣＢＭ结构，
【参考文献】：
期刊论文
[1]哈氏噬纤维菌吸附纤维素的影响因素[J]. 陈凝,徐元喜,王慧,卢雪梅. 微生物学报. 2012(08)
[2]哈氏噬纤维菌生活史中形态的变化[J]. 韩文彬,徐正学,苏婧,卢雪梅,高培基. 微生物学报. 2009(01)
博士论文
[1]Cytophaga hutchinsonii纤维素结晶区降解相关基因chu3220和chu1557的研究[D]. 王森.山东大学 2017
[2]Cytophaga hutchinsonii基于FLP-FRT重组系统敲除方法的建立及Ⅸ型分泌系统相关基因的研究[D]. 王颖.山东大学 2014
[3]Cytophaga hutchinsonii遗传操作体系的建立及应用[D]. 徐元喜.山东大学 2012
本文编号：3494162
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