異化金屬還原菌（Dissimilatory Metal Reducing Bacteria,DMRB）是一類能夠耦合金屬氧化物、電極的還原與細(xì)胞自身代謝生長(zhǎng)的重要環(huán)境微生物,因其在金屬元素地球化學(xué)循環(huán)、生態(tài)環(huán)境修復(fù)及能源回收利用等過程中發(fā)揮重要作用而備受關(guān)注。其中,希瓦氏菌屬（Shewanella species）是研究較為深入的模式DMRB之一。細(xì)菌趨化響應(yīng)是其一種響應(yīng)外界刺激的趨向性運(yùn)動(dòng)。作為細(xì)菌的基本生理反應(yīng)之一,其在尋找電子供受體、躲避不利生存環(huán)境等過程中扮演了重要角色。解析希瓦氏菌對(duì)包括環(huán)境污染物在內(nèi)的電子受體的趨化機(jī)制,不僅可以拓寬對(duì)細(xì)菌趨化行為的認(rèn)知,而且為生態(tài)修復(fù)提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持;在希瓦氏菌中建立新的基因表達(dá)和編輯系統(tǒng),可以構(gòu)建更加高效的基因工程菌,拓寬其在生態(tài)修復(fù)及能源回收等領(lǐng)域的應(yīng)用。本學(xué)位論文以希瓦氏菌為研究對(duì)象,深入解析其對(duì)電子受體的趨化機(jī)制,利用新興的表達(dá)和編輯工具進(jìn)行基因調(diào)控,拓展其在生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:1.Shewanella putrefaciens CN-32五價(jià)砷趨化機(jī)制的研究。首先確認(rèn)了S.putrefaciens C... 

【文章來源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２基于電子傳遞鏈的能量趨化感應(yīng)機(jī)制：電子傳遞鏈的擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致膜電勢(shì)或質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)??的改變，趨化受體蛋白感應(yīng)到擾動(dòng)信號(hào)后將其向下游趨化信號(hào)路徑傳遞；Ｑ指代泛醌或者甲??１４

ｒｔ＞ｏｓ？?ｏｘｙｇｅｆｉ??ＰＧ?????—??????／＞?…，??ｈ?義?九?九?：??ＣＭ??＞?＾?，（??ｉ?ｉ言礦＂貨’??４１?Ｔｓｒ?Ｔａｒ?Ｔａｐ?Ｔｒｇ?Ａｅｒ??？?ｊ?＼?＼?；?／，’??、兮泛多?Ａ’?ｆｌａｇ？？ａｒ??ｓｅｎｓｏｒｙ?ｆｏ＾７ｃｈ？Ａ￣；?ｍｏｔｏｒ?ｍ〇ｔｏｒ？??＼?ａｄａｐｔａｔｉｏｎ?＾?ｃｏｎｔｒｏｌ?Ａ??＼．?「ＯｆＢ／Ｃｈ＾ｎ?［?Ｃｈ？Ｙ／Ｃｈ？Ｚ￣｜?／??圖１．３大腸桿菌中己被鑒定的甲基趨化受體蛋白及其對(duì)不同化合物的感應(yīng)機(jī)制［５〇］??１．１．２趨化響應(yīng)過程中的信號(hào)傳遞機(jī)制??當(dāng)趨化受體感應(yīng)到外界信號(hào)后，開始將信號(hào)向下游傳遞，最終到達(dá)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)??產(chǎn)生趨化響應(yīng)，這一套始于趨化受體的信號(hào)級(jí)聯(lián)傳遞體系可稱之為細(xì)菌趨化信號(hào)??轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)【９］。這套系統(tǒng)大致可分為三個(gè)部分：１．包括甲基受體蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等??在內(nèi)的外界信號(hào)感應(yīng)模塊；２．包含ＣｈｅＡ、ＣｈｅＷ、ＣｈｅＹ等蛋白的胞內(nèi)信號(hào)傳遞??模塊；３．包括鞭毛馬達(dá)，趨化信號(hào)消除及適應(yīng)等相關(guān)蛋白（ＣｈｅＢ、ＣｈｅＲ、ＣｈｅＸ??等）的趨化響應(yīng)控制模塊。??以大腸桿菌為例，當(dāng)位于細(xì)胞極的趨化受體接收到外界信號(hào)后，其與組氨酸??激酶ＣｈｅＡ及連接蛋白ＣｈｅＷ形成三元信號(hào)復(fù)合物（圖１．４）。此三元信號(hào)復(fù)合物??４??

受體蛋白??相互作用，將谷氨酰甲基水解為谷氨酸，將受體轉(zhuǎn)化為ＯＦＦ狀態(tài)。ＣｈｅＢ的磷酸??化使其活性提高數(shù)倍，并決定了趨化感受適應(yīng)過程的頻率１５７］。??Ｋｉｎａｓｅ－ｏｆｆ?Ｋｉｎａｓｅ－ｏｎ??（ＣＣＷ）?（ＣＷ）??〇?？？’?钃＾？？?Ｃｙｔｏｐｌａｓｍ??ｏ?ｉ?＾?＞?ｉ?ｏ?ｍｃｐ??？：?Ｓｅｎｓｏｒｙ?／?＼?＼?＼?／?＼?Ｍｏｔｏｒ?？??＼?ａｄａｐｔａｔｉｏｎ?＼ｙ?］?；?ｃｏｎｔｒｏｌ?；??’、?，ＣｈｅＢ？乂ＣｈｅＹ，??圖１．４大腸桿菌中趨化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)路徑以及趨化信號(hào)適應(yīng)和消除機(jī)制??與大腸桿菌中單一的趨化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)不同是，其他細(xì)菌基因組中編碼了多??條類似趨化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路１９，５８］。例如，兄和戶ａｅｒｗｇ／ｗｘｓａ分別擁有３??和４條，而中則擁有８條趨化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路［９］。這些趨化信??號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)不僅在細(xì)菌趨化響應(yīng)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，還參與調(diào)控了?ｃ－ｄｉ－ＧＭＰ??的合成，特定功能基因的表達(dá)以及生物膜的形成等等??５??


本文編號(hào)：3462998