血紅素（heme）是一類中間螯合鐵離子的卟啉化合物,參與細(xì)胞的氧氣運(yùn)輸、電子傳遞等生物功能。增加其生物合成量可以提高以血紅素為輔基的過氧化物酶的酶活力;血紅素可作為色素添加劑和補(bǔ)鐵劑被用于食品醫(yī)藥行業(yè)。因此,血紅素合成在食品醫(yī)藥行業(yè)及以血紅素為輔基的重組蛋白的生產(chǎn)中具有一定的應(yīng)用價(jià)值,但目前血紅素代謝調(diào)控的機(jī)制尚不清楚。本研究以大腸桿菌（Escherichia coli）為研究對(duì)象,以鐵攝取調(diào)節(jié)子基因fur與亞鐵鰲合酶基因hemH為調(diào)控目標(biāo),通過fur的過表達(dá)與缺失,以及hemH的過表達(dá),探究鐵離子以及fur和hemH表達(dá)水平對(duì)血紅素合成代謝的影響。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:（1）fur過表達(dá)對(duì)大腸桿菌血紅素合成的調(diào)控。通過構(gòu)建含有fur過表達(dá)的同源重組菌株Eco/pEF,發(fā)現(xiàn)fur過表達(dá)對(duì)菌體的生長有抑制作用,同時(shí)胞內(nèi)的鐵離子減少,并且血紅素含量比原始菌株下降了3.55倍,雖然fur過表達(dá)上調(diào)了gltX、hemL、hemB的表達(dá),分別是原始菌株的4.93倍、2.55倍、4.61倍,但由于hemA下調(diào)使合成血紅素的前體物質(zhì)ALA速率低,導(dǎo)致血紅素合成下降。在限鐵條件下,fur對(duì)血紅素的合... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

血紅素結(jié)構(gòu)示意圖

江南大學(xué)碩士學(xué)位論文有如預(yù)期的結(jié)果那樣得到大幅度提升，這也說明血紅素的合成是高度保守且受到嚴(yán)格調(diào)控[19]。在大腸桿菌中，通過 C5 途徑，5-ALA 經(jīng)七步酶促反應(yīng)合成血紅素（圖 1-2）。兩分子 5-ALA 在 ALA 脫水酶（HemB，由基因 hemB 編碼）的作用下脫水縮合成膽色素原；四分子的膽色素原在羥甲基膽素合成酶（HemC，由基因 hemC 編碼）的作用下脫氨縮合成羥甲基膽素；羥甲基膽素在尿卟啉原Ⅲ合成酶（HemD，由基因 hemD 編碼）的作用下脫水環(huán)化成具有四吡咯環(huán)的尿卟啉原Ⅲ；尿卟啉原Ⅲ在尿卟啉原Ⅲ脫羧酶（HemE，由基因 hemE 編碼）的作用下，將尿卟啉原Ⅲ的四個(gè)側(cè)鏈脫羧合成成糞卟啉原Ⅲ，同時(shí)伴隨二氧化碳的釋放；糞卟啉原Ⅲ氧化酶（HemF，由基因 hemF 編碼）對(duì)糞卟啉原Ⅲ側(cè)鏈進(jìn)行氧化然后脫羧形成原卟啉原Ⅸ，并伴隨二氧化碳的釋放；原卟啉原脫氫酶（HemG，由基因 hemG 編碼）催化原卟啉原Ⅸ脫氫形成原卟啉Ⅸ；亞鐵鰲合酶（HemH，由基因hemH 編碼）催化原卟啉Ⅸ脫氫與鐵離子結(jié)合形成血紅素。

調(diào)控 hemB 基因的表達(dá)，以控制胞內(nèi)血紅鐵鰲合酶對(duì) IRR 的降解能力減弱，IRR 中間卟啉物質(zhì)過度積累對(duì)細(xì)胞造成毒性[3內(nèi)血紅素與鐵離子水平之間的平衡。ur 蛋白的調(diào)控功能及機(jī)制Ferricuptakeregulator，F(xiàn)ur）是一種全局，還參與能量代謝、氧化應(yīng)激、信號(hào)傳導(dǎo)ur 蛋白的分子量大小是 17kDa[35]，含有可構(gòu)上與 IRR 蛋白具有較高同源性[36]，兩中，F(xiàn)ur 蛋白經(jīng)典的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)模式為轉(zhuǎn)錄因子，甚至不需要輔助因子在一些致病菌因子的調(diào)控機(jī)制制作用

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3353147