哈氏噬纖維菌（Cytophaga hutchinsonii）屬于擬桿菌門（Baacteroidetes）,是一種好氧的革蘭氏陰性菌。該菌能夠通過外膜上的纖維素吸附蛋白與纖維素結(jié)合,進而高效地降解纖維素結(jié)晶區(qū)。C.hutchinsonii不分泌游離的纖維素酶,也無纖維小體結(jié)構(gòu),研究證實這是一種全新且尚不清楚的纖維素降解策略,揭示C hutchinsonii的纖維素降解策略對纖維素生物質(zhì)資源的轉(zhuǎn)化及利用具有重要的理論及現(xiàn)實意義。近年來,隨著C.hutchinsonii遺傳操作方法的建立及不斷完善,許多定位在細胞外膜或周質(zhì)空間的蛋白都被證實在該菌的纖維素降解過程中發(fā)揮必需或重要的作用,但這些蛋白的表達受哪些因素調(diào)控卻知之甚少。C.hutchinsonii中DNA結(jié)合蛋白的功能尚未有研究,因此本文以C.hutchinsonii類組蛋白HU及IHF為研究對象,通過基因敲除和異源表達研究了它們各自的功能和生化性質(zhì),闡述了它們在菌體形態(tài)、擬核結(jié)構(gòu)、細胞運動及生物膜形成等方面的作用,尤其對它們在C.hutchinsonii纖維素降解過程中的作用進行了詳細研究。具體研究內(nèi)容以及取得的主要結(jié)果如下:C.h... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１游離纖維素酶協(xié)同降解（ａ）及纖維小體降解（ｂ）策略示意圖（Ｌｙｎｄｅｔａｌ．??

實現(xiàn)對纖維??素的降解（Ｂａｙｅｒ?ｅｔａｌ．?２００４；?Ｂａｙｅｒ?ｅｔａｌ．?１９９４）。纖維小體結(jié)構(gòu)主要由無催化活性的??腳手架蛋白（ｓｃａｆｆｏｌｄｉｎ）和纖維素酶組成。腳手架蛋白上含有多個粘連模塊可以??將各種酶組分穩(wěn)定地組合在一起。同時腳手架蛋白中還含有纖維素吸附結(jié)構(gòu)域，??可以使酶組分與纖維素底物充分接觸以便于高效降解（Ｂａｙｅｒ?ｅｔａｌ．?２００８）。纖維小??體可使細胞表面的多種酶協(xié)同作用，同時能夠減少纖維素降解產(chǎn)物的擴散，以利??于它們被菌體高效地吸收及利用（圖１－ｌｂ）。??１．３．３細胞結(jié)合型非纖維小體降解策略（第三種降解機制）??研宄發(fā)現(xiàn)屬子擬桿菌門的好氧細菌哈氏噬纖維菌（／ｚｗｆｃ／ｚ／ｗｓｏｍＹ）??和厭氧細菌產(chǎn)玻拍酸絲狀桿菌？ｓｗｃｃ／ｗｏｇｅ／ｊｅｓ）對纖維素的利用與上??述兩種策略不同。這兩種細菌都可高效地降解纖維素的結(jié)晶區(qū)，且降解主要在細??胞外膜和周質(zhì)空間完成。Ｗｉｌｓｏｎ等人推斷Ｃ．?／ｚｗｆｃ／ｎＴｗｏｆｌ／／采用如下所示的降解機??制（Ｗｉｌｓｏｎ?２００８；?Ｗｉｌｓｏｎ?２００９；?Ｗｉｌｓｏｎ?２０１１）：存在于外膜上的蛋白復合體從纖維素??中剝離纖維素鏈，并通過未知的蛋白（復合體）將纖維素鏈運送到周質(zhì)空間，然??后在其中將其降解（圖１－２）。??Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｆｉｂｅｒ????Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ??廣?ｄｉｓｒｕｐｔｉｎｇ?ｃｏｍｐｌｅｘ??〇?＼Ｗ??＼?？?（?＼?ＶＨＰ＊?ｒ?Ｉｎｔｅｇｒａｌ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??Ｓ?Ｂａｃｔｅｒｉａｌ?？?ｊ?ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ????＾１１?Ａ?ｉ?ｔｒ

?山東大學博士學位論文???＿??圖１－４掃描電子顯微鏡觀察的Ｃ．?／ｚ政在濾紙纖維表面的排列狀況（Ｘｉｅ?ｅｔ??ａｌ．２００７）〇??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?Ｃ．?ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎｉｉ?ｃｅｌｌｓ?ｄｉｇｅｓｔｉｎｇ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ??ｆｉｌｔｅｒ?ｐａｐｅｒ．?Ｂａｒ，?１０?ｊｉｍ．??１．４．２?Ｃ．?ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎｉｉ??Ｃ．?／ｍ／ｃ／ｚ／ｚｉｓｗ也自２０世紀３０年代被分離純化后，Ｓｔａｎｉｅｒ等人對其純種培養(yǎng)??條件和生理性質(zhì)進行了初步研究（Ｓｔａｎｉｅｒ?１９４２）。２０世紀７０年代，研究人員發(fā)現(xiàn)??Ｃ．?不分泌游離的纖維素酶，但在細胞膜和細胞周質(zhì)中可檢測到內(nèi)切??纖維素酶活力，卻檢測不到外切酶活力，胞外也檢測不到還原糖產(chǎn)物積累（Ｃｈａｎｇ??ａｎｄ?Ｔｈａｙｅｒ?１９７７）。１９９６年，ＭｃＢｒｉｄｅ和Ｂａｋｅｒ首次通過接合轉(zhuǎn)化將轉(zhuǎn)座子ＴｎＷ７??整合到Ｃ．?／？攸／命篇ｎ７的基因組中，并建立了隨機插入突變子庫（ＭｃＢｒｉｄｅ?ａｎｄ??Ｂａｋｅｒ?１９９６）。鑒于Ｃ．?獨特的纖維素降解策略，美國能源部將其列入??微生物基因組研宄計劃，并于２００７年完成了全基因組測序及分析。測序結(jié)果顯??本Ｃ．?的基因組大小為４．４３?Ｍｂ，ＧＣ含量３８．８５％，含有３７９０個開放??閱讀框。對該菌纖維素酶預測發(fā)現(xiàn)３個ＧＨ５家族和６個ＧＨ９家族的纖維素內(nèi)切??酶，以及４個ＧＨ３家族的（３－葡萄糖苷酶。在Ｃ．?基因組中未檢索到??外切纖維素酶，這與之前未檢測到外切纖維素酶活力的結(jié)果一致。此外，Ｃ??所有的纖維素酶都沒有ＣＢＭ結(jié)構(gòu)，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]哈氏噬纖維菌吸附纖維素的影響因素[J]. 陳凝,徐元喜,王慧,盧雪梅.  微生物學報. 2012(08)
[2]哈氏噬纖維菌生活史中形態(tài)的變化[J]. 韓文彬,徐正學,蘇婧,盧雪梅,高培基.  微生物學報. 2009(01)

博士論文
[1]Cytophaga hutchinsonii纖維素結(jié)晶區(qū)降解相關基因chu3220和chu1557的研究[D]. 王森.山東大學 2017
[2]Cytophaga hutchinsonii基于FLP-FRT重組系統(tǒng)敲除方法的建立及Ⅸ型分泌系統(tǒng)相關基因的研究[D]. 王穎.山東大學 2014
[3]Cytophaga hutchinsonii遺傳操作體系的建立及應用[D]. 徐元喜.山東大學 2012



本文編號：3494162