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第一章 绪论
1.1 概述
1.2 国内外研究进展
1.2.1 胞内微环境对微生物细胞生长和产物积累的重要作用
1.2.2 胞内ATP供给水平的调控策略
1.2.3 基于ATP水平调控的发酵过程优化
1.3 本论文主要研究内容
1.3.1 调控胞内ATP供给优化发酵过程中仍存在的问题
1.3.2 本论文的主要研究内容
第二章 光滑球拟酵母基因操作系统的构建
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 菌株和质粒
2.2.2 培养基及相关溶液
2.2.3 试剂、酶、引物、Marker及相关试剂盒
2.2.4 分子生物学操作
2.3 结果与讨论
2.3.1 G418抗性试验
2.3.2 敲除框的构建
2.3.3 缺陷型突变株的富集与筛选
2.3.4 营养缺陷型突变株的验证
2.3.5 增强型绿色荧光蛋白的可诱导表达
2.3.6 质粒稳定性
2.4 本章小结
第三章 线粒体基因敲除过程中的单细胞线粒体基因组多态性
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 菌株和质粒
3.2.2 培养基和相关溶液
3.2.3 分子生物学操作
3.2.4 分析方法
3.3 结果
3.3.1 线粒体转化
3.3.2 mtDNA转化子在YPG平板上生长
3.3.3 mtDNA转化子选择性丢失mtDNA(Δatp6::ARG8m)
3.3.4 mtDNA异质性的存在
3.3.5 寡霉素和厌氧培养降低mtDNA(△atp6::ARG8m)的丢失率
3.3.6 厌氧培养对线粒体和mtDNA拷贝数的影响
3.3.7 厌氧培养降低ATP6/ARG8m比例
3.3.8 mtDNA(ATP6)的消除
3.4 讨论
3.4.1 真核细胞中的SCMGP现象
3.4.2 以T.glabrata mtDNA转化子作为模型研究SCMGP现象
3.4.3 mtDNA不稳定性在SCMGP现象中的作用
3.4.4 mtDNA的选择性丢失
3.4.5 厌氧状态下的线粒体融合/分裂过程促进mtDNA同质体的筛选
3.5 本章小结
第四章 膜间腔中质子的过量积累导致ATP6缺失菌株mtDNA不稳定
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 菌株和质粒
4.2.2 培养基及培养条件
4.2.3 NADH氧化酶和交替氧化酶的表达
4.2.4 分析方法
4.3 结果
4.3.1 NADH氧化途径对ATP6敲除菌株中mtDNA稳定性的影响
4.3.2 T.glabrata及其突变株的胞内ATP浓度
4.3.3 T.glabrata及其突变株的胞内ROS浓度
4.3.4 MIMS中H+的过量积累
4.3.5 ATP6缺失菌株中△ψm的不均一性
4.3.6 乌头酸酶的转录与定位分析
4.4 讨论
4.4.1 nDNA编码的基因未受影响
4.4.2 ARG8m置换ATP6的过程中并未引起GC簇和重复序列的变化
4.4.3 胞内ATP浓度不是导致mtDNA不稳定性的主导因素
4.4.4 ROS生成量增加是导致ATP6缺失菌株中mtDNA不稳定性的重要因素
4.4.5 MIMS中的低pH影响线粒体基质蛋白的定位
4.4.6 MIMS中的低pH增加ROS的生成
4.4.7 NADH氧化途径对中膜间腔中质子积累过程的影响
4.5 本章小结
第五章 ATP合成酶亚基缺失对光滑球拟酵母中心代谢途径的影响
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 菌株
5.2.2 培养基
5.2.3 培养方法
5.2.4 分析方法
5.3 结果
5.3.1 ATP合成酶基因敲除及noxE的表达对发酵特性的影响
5.3.2 代谢网络分析
5.3.3 ATP合成酶基因敲除及noxE的表达对胞内ATP水平的影响
5.3.4 ATP合成酶基因敲除及noxE的表达对低pH和渗透压耐受性的影响
5.3.5 中心代谢关键酶基因的转录分析
5.3.6 中心代谢途径关键酶活性分析
5.4 讨论
5.4.1 ATP水平、胞内微环境与细胞生长和碳中心代谢的关系
5.4.2 ATP合成酶亚基缺失后的NAD+再生方式对中心代谢途径的影响
5.4.3 EMP和TCA中关键酶基因表达及活性水平对中心代谢途径的影响
5.4.4 线粒体区隔对于中心代谢途径的保护作用
5.5 本章小结
第六章 依赖ATP的pH平衡过程在细胞抵御酸胁迫中的作用
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.2.1 菌株
6.2.2 培养基和培养方法
6.2.3 分析方法
6.3 结果
6.3.1 柠檬酸促进低pH值条件下T.glabrata的生长
6.3.2 胞外pH值对胞内ATP浓度的影响
6.3.3 柠檬酸添加促进能量代谢
6.3.4 提高ATP浓度促进pH梯度的维持过程
6.3.5 pH值对糖酵解关键酶活性的影响
6.3.6 pH梯度与胞内ATP浓度的关系
6.4 讨论
6.4.1 细胞抵御酸胁迫的主要机制
6.4.2 柠檬酸在增强ATP合成中的作用
6.4.3 pH平衡过程在丙酮酸积累过程中的作用
6.4.4 提高耐受酸胁迫能力的重要意义
6.5 本章小结
结 论
论文创新点
致谢
参考文献
附录