枯草芽孢杆菌氧化还原感应全局调控因子Rex对乙偶姻合成的影响

摘要

[背景]枯草芽孢杆菌体内含有一种可响应胞内氧化还原水平的因子,称之为氧化还原感应全局调控因子Rex(由基因ydiH编码).Rex可通过感知辅酶NADH/NAD+水平的变化来调节胞内氧化还原平衡.[目的]研究Rex对枯草芽孢杆菌乙偶姻合成和辅因子代谢的相关性.[方法]利用比较转录组挖掘乙偶姻和2,3-丁二醇可逆转化过程中显著差异的基因,并通过Cre/lox基因敲除技术敲除diH、acuA(乙酰AcsA)和acoC(二氢脂酰胺乙酰转移酶).随后,利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)技术分析敲除菌株中乙偶姻相关基因的转录水平.[结果]通过发酵实验发现,敲除diH会在一定程度上抑制菌体的生长速率,但发酵前期乙偶姻单位细胞产量和底物转化率都得到了显著提高;敲除acuA和acoC后,对乙偶姻合成、菌体生长和糖耗速率均影响不大;敲除ydiH后,与乙偶姻合成相关基因alsR (alsSD的正转录调控因子)、alsS(α-乙酰乳酸合成酶)、alsD(α-乙酰乳酸脱羧酶)和bdhA(2,3-丁二醇脱氢酶)的转录水平显著上调.[结论]枯草芽孢杆菌氧化还原感应全局调控因子Rex通过抑制与乙偶姻相关基因的转录水平影响乙偶姻合成.本研究首次报道了枯草芽孢杆菌中Rex和乙偶姻合成的相关性,为探索Rex如何通过调控相关基因的转录来影响胞内氧化还原稳态奠定了基础,也为提高枯草芽孢杆菌工业化生产强度和底物转化率提供了借鉴.