本文關(guān)鍵詞：Shewanella oneidensis細胞色素c成熟系統(tǒng)及亞硝酸鹽抑制其延胡索酸呼吸分子機制的研究

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【摘要】：細胞色素c是呼吸鏈重要的組成部分,Shewanella oneidensis擁有數(shù)量龐大的細胞色素c,賦予其呼吸多種電子受體的能力,其中包括延胡索酸、TMAO、硝酸鹽、亞硝酸鹽、多種金屬化合物等。目前,該菌已成為研究細胞色素c成熟及功能,以及呼吸途徑分子機制的模式菌株。本論文在本實驗室前期的工作基礎(chǔ)上,繼續(xù)關(guān)注該菌細胞色素c蛋白的功能及與之相關(guān)的生物過程,在兩個方面進行了較為深入的研究,取得了較好的成績：i)通過突變研究系統(tǒng)檢驗了S. oneidensis所有細胞色素c的部分生理學影響和細胞色素c的成熟系統(tǒng)的必要組分；ii)解析了亞硝酸鹽抑制延胡索酸等其它電子受體呼吸的分子機理。1.S. oneidensis細胞色素c功能檢驗和細胞色素c成熟系統(tǒng)的組分確定已有的S. oneidensis缺失突變株的構(gòu)建方法一直具有費時、耗力、可靠性差等特點。為了提高可靠性和效率,本論文開發(fā)了基于att同源重組技術(shù)的基因敲除體系。利用此系統(tǒng),我們獲得了尚未得到的部分細胞色素c突變株,完成了全套41株細胞色素c突變株庫的構(gòu)建。其次,確定了S. oneidensis中細胞色素c成熟(Ccm)系統(tǒng)。在其基因組中預(yù)測有兩個編碼Ccm系統(tǒng)的基因簇,SO0259-SO0269和SO0476-SO0478。前者被證實是細胞色素c成熟必須的組分,而后者的功能可有可無。不同于其他Y-變形菌綱細菌Ccm系統(tǒng)只有唯一操縱子的結(jié)構(gòu),SO0259-SO0269基因簇包含4個操縱子,ccmABCDE,scyA,SO0265和ccmFGH-SO0269。功能分析發(fā)現(xiàn)除scyA與SO0269以外,其余基因均為Ccm系統(tǒng)所必需。2.亞硝酸鹽對S. oneidensis胞內(nèi)cAMP水平及延胡索酸呼吸的影響細菌生存的實際環(huán)境中存在多種電子受體(EAs),然而,細菌如何應(yīng)答EAs及其利用的先后順序的機制,以及多種EAs之間相互作用如何影響細菌的生態(tài)生理學知之甚少。其中著名的案例是亞硝酸鹽作為傳統(tǒng)的抑菌劑,會對細胞產(chǎn)生毒害作用。本論文的研究發(fā)現(xiàn),亞硝酸鹽會抑制S. oneidensis對延胡索酸的呼吸利用。該抑制不是通過轉(zhuǎn)化為NO造成的,而是導(dǎo)致了環(huán)化腺苷單磷酸鹽(cAMP)產(chǎn)量的減少。cAMP作為第二信使可以結(jié)合并激活其受體蛋白Crp,以cAMP-Crp調(diào)節(jié)細胞的呼吸。如果亞硝酸鹽不能被有效及時清除,胞內(nèi)的cAMP水平下降將損害Crp的活性。最終的結(jié)果導(dǎo)致亞硝酸還原酶NrfA,醌脫氫酶CymA和延胡索酸還原酶FccA合成減少。與之相對的是,當細胞利用TMAO作為EAs時,亞硝酸鹽可以同時被利用,使得最終的生物量提高。其次,本論文發(fā)現(xiàn)亞硝酸鹽還會抑制S. oneidensis對周質(zhì)空間其它EAs的呼吸。其中一個原因是,亞硝酸鹽誘導(dǎo)出大量的硝酸還原酶系的小亞基細胞色素蛋白c NapB。在這種情況下,NapB可以與多種錨定在內(nèi)膜的醌脫氫酶發(fā)生相互作用,作為電子穿梭載體將電子從醌庫傳遞給胞外的EAs。研究顯示Mtr系統(tǒng)參與NapB傳電子的過程,該多組分的外膜系統(tǒng)是負責傳遞電子至胞外空間的重要通路。簡言之,本論文的上述結(jié)果表明,細菌可以通過一種不利用能量產(chǎn)出且具有毒性的EA來調(diào)節(jié)其多枝狀的呼吸網(wǎng)絡(luò)。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q93

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1 陳茂春;飼料加點酸喂仔豬好[N];江蘇科技報;2003年

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本文編號：1307434