異化金屬還原菌（Dissimilatory Metal Reducing Bacteria,DMRB）是一類能夠耦合金屬氧化物、電極的還原與細胞自身代謝生長的重要環(huán)境微生物,因其在金屬元素地球化學循環(huán)、生態(tài)環(huán)境修復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。細菌趨化響應是其一種響應外界刺激的趨向性運動。作為細菌的基本生理反應之一,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。解析希瓦氏菌對包括環(huán)境污染物在內(nèi)的電子受體的趨化機制,不僅可以拓寬對細菌趨化行為的認知,而且為生態(tài)修復提供了理論依據(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)修復及能源回收等領域的應用。本學位論文以希瓦氏菌為研究對象,深入解析其對電子受體的趨化機制,利用新興的表達和編輯工具進行基因調(diào)控,拓展其在生態(tài)修復中的應用。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1.Shewanella putrefaciens CN-32五價砷趨化機制的研究。首先確認了S.putrefaciens C... 

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

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２基于電子傳遞鏈的能量趨化感應機制：電子傳遞鏈的擾動會導致膜電勢或質(zhì)子動力勢??的改變，趨化受體蛋白感應到擾動信號后將其向下游趨化信號路徑傳遞；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不同化合物的感應機制［５〇］??１．１．２趨化響應過程中的信號傳遞機制??當趨化受體感應到外界信號后，開始將信號向下游傳遞，最終到達運動系統(tǒng)??產(chǎn)生趨化響應，這一套始于趨化受體的信號級聯(lián)傳遞體系可稱之為細菌趨化信號??轉(zhuǎn)導系統(tǒng)【９］。這套系統(tǒng)大致可分為三個部分：１．包括甲基受體蛋白、轉(zhuǎn)運蛋白等??在內(nèi)的外界信號感應模塊；２．包含ＣｈｅＡ、ＣｈｅＷ、ＣｈｅＹ等蛋白的胞內(nèi)信號傳遞??模塊；３．包括鞭毛馬達，趨化信號消除及適應等相關(guān)蛋白（ＣｈｅＢ、ＣｈｅＲ、ＣｈｅＸ??等）的趨化響應控制模塊。??以大腸桿菌為例，當位于細胞極的趨化受體接收到外界信號后，其與組氨酸??激酶ＣｈｅＡ及連接蛋白ＣｈｅＷ形成三元信號復合物（圖１．４）。此三元信號復合物??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轉(zhuǎn)導路徑以及趨化信號適應和消除機制??與大腸桿菌中單一的趨化信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)不同是，其他細菌基因組中編碼了多??條類似趨化信號轉(zhuǎn)導通路１９，５８］。例如，兄和戶ａｅｒｗｇ／ｗｘｓａ分別擁有３??和４條，而中則擁有８條趨化信號轉(zhuǎn)導通路［９］。這些趨化信??號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)不僅在細菌趨化響應過程中發(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以及生物膜的形成等等??５??


本文編號：3462998