粗糙脈孢菌全基因組范圍內(nèi)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因家族功能研究.pdf

1、隨著人們對(duì)生物基燃料和化學(xué)品需求的增加，木質(zhì)纖維素降解酶的表達(dá)分泌機(jī)理及其生物質(zhì)水解物快速發(fā)酵成為研究的熱點(diǎn)。糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白能夠?qū)庑》肿訂翁寝D(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入胞內(nèi)，對(duì)利用木質(zhì)纖維素降解產(chǎn)物至關(guān)重要，同時(shí)，糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白恩能夠起到信號(hào)傳遞的功能，影響絲狀真菌纖維素酶的調(diào)控。而木質(zhì)纖維素降解真菌粗糙脈孢菌天然具有吸收利用多種單糖和寡糖的能力，是研究纖維素降解的模式真菌，但是目前基因組中注釋的預(yù)測(cè)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白中仍然有過半功能未知，因此本研究以粗糙脈孢菌為研究

2、對(duì)象，進(jìn)一步鑒定了絲狀真菌糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白底物并探究了糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在纖維素酶表達(dá)分泌中的作用。
　　為了鑒定粗糙脈孢菌中其他未知的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，本研究從全基因組水平系統(tǒng)分析了粗糙脈孢菌預(yù)測(cè)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)底物，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)假定的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(NCU01868和NCU08152)具有轉(zhuǎn)運(yùn)多種己糖底物的功能，因此分別命名為NcHXT-1和NcHXT-2。利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)(FRET)進(jìn)一步證實(shí)了NcHXT-1/-2具有葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)功能。在己糖轉(zhuǎn)

3、運(yùn)蛋白全缺釀酒酵母EBY.VW4000中分別過表達(dá)NcHXT-1/-2，能恢復(fù)其在葡萄糖、半乳糖或甘露糖的液體培養(yǎng)基中生長(zhǎng)并生成乙醇的能力，說明兩者在改造工程菌株促進(jìn)其利用生物質(zhì)水解物合成生物基化學(xué)品方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白作為細(xì)胞與外界環(huán)境物質(zhì)交換的媒介，同時(shí)起到了識(shí)別底物并傳遞分子信號(hào)的作用，對(duì)絲狀真菌纖維素酶的誘導(dǎo)表達(dá)具有重要影響。探究粗糙脈孢菌糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白突變體在纖維素條件下纖維素酶的分泌和表達(dá)，證實(shí)NcHXT

4、-2在粗糙脈孢菌木質(zhì)纖維素酶誘導(dǎo)表達(dá)中起到負(fù)調(diào)控作用。同時(shí)通過構(gòu)建NcHXT-2與兩種高親和力葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白HGT1/2的多突變體，發(fā)現(xiàn)NcHXT-1與Hgt-1/2對(duì)纖維素酶分泌的作用存在冗余現(xiàn)象。盡管在粗糙脈孢菌生長(zhǎng)前期，NcHXT-2的缺失導(dǎo)致了AMP環(huán)化酶基因表達(dá)的上調(diào)，但NcHXT-2對(duì)纖維素酶負(fù)調(diào)控仍需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
　　經(jīng)過進(jìn)化樹分析發(fā)現(xiàn)NcHXT-1/-2在很多常見纖維素降解真菌中均具有的同源蛋白，為纖維素降