糠醛和苯酚對酵母作用定量蛋白質(zhì)組學(xué)及脂肪酸模塊構(gòu)建.pdf

1、研究纖維素水解液中抑制劑對釀酒酵母的抑制作用機(jī)理是獲得抑制劑耐受酵母菌株的重要基礎(chǔ)，有利于釀酒酵母直接利用纖維素水解液生產(chǎn)乙醇。本文采用了相對定量蛋白質(zhì)組學(xué)的手段從蛋白水平上研究了兩種主要纖維素抑制劑糠醛和苯酚對釀酒酵母的作用機(jī)理。
　　 采用18O定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究了致死濃度17g/L糠醛分別作用于釀酒酵母普通菌株和糠醛耐受菌株20 min和2 h，致死濃度0.04 mol/L苯酚作用于釀酒酵母普通菌株20 min以及苯酚耐受

2、菌株20 min和40 min的蛋白質(zhì)表達(dá)量的相對變化，分別得到了76、66、53、48、15、46和23個相對表達(dá)量發(fā)生變化的蛋白。對這些蛋白進(jìn)行功能分類分析。與蛋白質(zhì)合成相關(guān)的蛋白是抑制劑所引起的差異蛋白的主體部分，且大部分蛋白的相對表達(dá)量都受抑制劑影響上調(diào)。此外，在受到顯著影響的細(xì)胞功能中，為糠醛所特有的包括能量、碳化合物和碳水化合物代謝以及嘌呤核苷酸的代謝；為苯酚所特有的是質(zhì)子平衡；為糠醛和苯酚耐受菌株所特有的是氨基酸代謝；苯酚

3、和糠醛在20 min都影響酵母的轉(zhuǎn)錄，2h影響酵母的代謝。發(fā)現(xiàn)了糠醛相關(guān)的可能生物標(biāo)志物醇脫氫酶Adhlp和葡萄糖蛋白激酶Glklp；糠醛和苯酚的共同可能生物標(biāo)志物外周膜蛋白Zeolp、液泡ATP酶V1部分的亞單位A Tfplp和核糖體蛋白Rp132p。
　　 采用iTRAQ相對定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究了在非致死濃度8g/L糠醛作用下釀酒酵母蛋白表達(dá)水平的動態(tài)變化(0 h、20 min、2 h和3 h)。iTRAO時間序列數(shù)據(jù)顯示糠醛

4、的加入使與蛋白質(zhì)合成相關(guān)蛋白的表達(dá)量下調(diào)的過程，與葡萄糖發(fā)酵和三羧酸循環(huán)相關(guān)蛋白的表達(dá)量的上調(diào)過程受到延滯。參與含硫氨基酸合成途徑上游部分的蛋白的表達(dá)在整個糠醛轉(zhuǎn)化過程中受到嚴(yán)重抑制，這表明糠醛加入可能降低了釀灑酵母細(xì)胞內(nèi)的L-甲硫氨酸。這些相對定量蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)使人們更進(jìn)一步的了解抑制劑對釀酒酵母的作用機(jī)制，為采用基因工程改造獲得抑制劑耐受蔭株提供了有用的信息和生物靶標(biāo)。
　　 運(yùn)用雙水平細(xì)胞代謝模型和基因敲除對大腸桿菌的脂肪