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《华东理工大学》 2019年
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放线菌磷源感知转录调控因子介导的营养代谢网络研究

李雨欣  
【摘要】:微生物是地球上多变性及适应性最强的有机体,特别是细菌,它们已演化出多种复杂而精密的信号转导途径以应对与适应不断变化的外界环境。其中以放线菌为例的原核生物细胞主要采用组氨酸和天冬氨酸磷酸化的双组分信号系统来感应生存条件中各种不同信号,并迅速将信号传至菌体内,从而启动一系列相关基因的转录、翻译及翻译后修饰,发挥相应的生物学调控功能。鉴于磷是生物体中参与中心能量代谢、翻译后修饰以及各类物质合成的必要元素,我们以耻垢分枝杆菌(Mycobacteriu smegmatis)和红霉糖多孢菌(Saccheropolyspora erthraea)为代表研究磷源感知及代谢在放线菌中的重要作用与意义。一方面,我们发现M.smegmatis中的磷源感知调控蛋白RegX3是菌体耐受高浓度短链脂肪酸丙酸盐所必需的,能够通过激活PrpR调节子来促进甲基柠檬酸循环的进行,并进一步引发菌体形态的变化以维持其在巨噬细胞低磷环境中的代谢平衡与生长存活。这为治疗以结核分枝杆菌为典型代表的致病性放线菌提供了潜在的药物靶点。另一方面,我们分析了S.erythraea中磷代谢全局调控因子PhoP对两种S-腺苷甲硫氨酸(SAM)合成同工酶编码基因的调控,证实PhoP直接诱导其中更为重要的SACE_3900 SAM合成酶并促进SAM的形成,为红霉素生物合成的关键步骤(红霉素C到红霉素A的转换)提供充足的甲基基团,从而提高红霉素的质量与产量。同样地,氮代谢全局调控因子GlnR具有相同的调控模式。这为提高工业稀有放线菌的应用价值和经济效益提供了新思路。
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