浑浊红球菌脂质积累机制的初步探讨

摘要

目的:通过分析浑浊红球菌在不同培养条件下脂质积累及相关酶活性的变化，初步探讨其脂质积累的机制。
　　 方法:利用不同的碳源和氮源于摇瓶中培养浑浊红球菌ACCC41043，测定其生物量和产脂量，筛选得到生物量和产脂量相对较高的碳源和氮源;在不同条件下培养浑浊红球菌，监测菌体的生长情况，测定在培养过程中不同时间点的培养基中碳源和氮源的变化和脂质含量，并用分光光度计测定一些可能与产脂有关的酶的活性变化，包括三羧酸循环相关的酶，以及一些能够提供还原力NADPH的酶;通过非变性-PAGE和特定的染色方法分离鉴定苹果酸酶的同工酶，初步探讨同工酶是否与浑浊红球菌脂质积累相关。
　　 结果:浑浊红球菌ACCC41043在以葡萄糖作为唯一碳源，尿素作为唯一氮源的产脂培养基中生长情况良好，A660达到52.92，脂质含量达到菌体干重的48.21％。
　　 在氮限制的培养基培养过程中，三羧酸(TCA)循环中柠檬酸合成酶(CS)、异柠檬酸脱氢酶(ICDH)、顺乌头酸酶(Aconitase)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)等酶的活性受到生长周期、碳源的调控。其中CS在氮消失后活性下降，且不受碳源的影响，CS活性的降低引起TCA循环的减缓，从而抑制乙酰辅酶A进入TCA循环的速度，由此提高脂肪酸合成。而其他的几种酶则受到碳源的调控，以葡萄糖为唯一碳源时，NADP+-ICDH，Aconitase、MDH、SDH等酶的活性在氮源消失后逐渐下降，与CS一起有效控制TCA循环，大大提高了脂肪酸合成;而以葡萄糖酸钠为唯一碳源时，Aconitase、MDH、SDH等酶的活性在氮源消失后没有明显变化，而NADP+-ICDH的活性还有上升趋势，ICDH活性的上升部分抵消了CS活性降低对TCA循环的控制作用，不利于脂肪酸的合成，与该条件下脂质积累较低的结果相一致。芝麻酚严重的影响了菌体的生长，并且抑制了浑浊红球菌的脂质的积累。
　　 浑浊红球菌ACCC41043存在7种苹果酸酶同工酶，这些同工酶的表达受培养条件的影响，其中同工酶B、E、F与脂肪酸合成、积累相关性较大。
　　 结论:(1)浑浊红球菌ACCC41043在以葡萄糖为唯一碳源、尿素为唯一氮源的培养中生长状况良好，并且脂含量很高;在不同培养条件下培养的浑浊红球菌菌体脂含量有很大的区别。(2)浑浊红球菌在氮源限制的培养基中培养时，CS酶通过调控TCA循环的速度而控制乙酰辅酶A进入TCA循环的速度，从而调控脂质合成。而Aconitase、ICDH、MDH、SDH等则受碳源的调控，与CS一起通过调控TCA循环共同调控脂质合成。(3)浑浊红球菌存在7种苹果酸酶同工酶，其中同工酶B、E、F可能与脂质积累相关联。(4)芝麻酚通过诱导NADP+-ICDH的活性，进而提高乙酰辅酶A进入TCA循环的速度，从而降低用于脂肪酸合成的底物，而降低脂肪酸合成及脂质积累。

目录

声明

摘要

缩略词汇表

第一章 前言

第二章 材料和方法

2．1 材料

2．1．1 菌株

2．1．2 主要试剂来源

2．1．3 主要试剂配制和培养及配方

2．1．4 主要仪器

2．2 方法

2．2．1 浑浊红球菌产脂培养基的碳源和氮源的初步筛选

2．2．2 有氧条件下浑浊红球菌脂质积累与酶活性关系的研究

2．2．3 浑浊红球菌中苹果酸酶同工酶的鉴定及其与脂质积累的关系

第三章 实验结果

3．1 浑浊红球菌在产脂培养基碳源和氮源的初步筛选

3．1．1 碳源的筛选

3．1．2 不同C／N对脂含量的影响

3．1．3 氮源的筛选

3．2 浑浊红球菌脂质积累过程中重要酶活性的研究

3．2．1 有氧条件下浑浊红球菌脂质积累与酶活性关系的研究

3．2．2 微氧条件下以葡萄糖为唯一碳源的浑浊红球菌脂质积累与酶活性关系的研究

3．2．3 微氧条件下以葡萄糖酸钠为唯一碳源的浑浊红球菌脂质积累与酶活性关系的研究

3．3 浑浊红球菌中苹果酸酶同工酶的鉴定及其与脂质积累的关系

3．3．1 苹果酸酶生物信息学分析

3．3．2 芝麻酚对浑浊红球菌脂质积累及苹果酸酶的影响

第四章 分析与讨论

4．1 产脂培养基中碳源和氮源的优化以及脂质积累

4．2 影响浑浊红球菌脂质积累的关键酶

4．3 苹果酸酶同工酶与脂质积累关系和芝麻酚对苹果酸酶的影响分析

4．3．1 不同培养条件下的苹果酸酶的同工酶与脂质积累关系的分析

4．3．2 芝麻酚是否影响苹果酸酶的酶活性进而影响脂质含量

第五章 结论

参考文献

综述

致谢

攻读学位期间主要的研究成果