GPI錨定蛋白Gcw13p對畢赤酵母甲醇碳源利用及生長影響的機制
發(fā)布時間：2021-08-29 12:41
甲醇營養(yǎng)型酵母畢赤酵母是少數(shù)能夠利用甲醇作為唯一能量和碳源的酵母物種之一,被廣泛用作工業(yè)生產(chǎn)一系列有價值蛋白質的異源表達平臺。此外,畢赤酵母組氨酸營養(yǎng)缺陷突變株GS115是研究甲醇代謝調(diào)控、過氧化物酶體增殖/自噬等機理的常用菌株。大量的研究表明畢赤酵母GS115在甲醇碳源的培養(yǎng)基中生長緩慢,本實驗室的前期研究發(fā)現(xiàn)敲除GPI錨定蛋白Gcw13p等5個GPI錨定蛋白可提高畢赤酵母在甲醇條件下的生長速度。我們通過回補試驗發(fā)現(xiàn)僅Gcw13p的敲除株在回補Gcw13p后生長表型則回復到原來的水平,表明Gcw13p與畢赤酵母在甲醇條件下的生長緩慢有關。在此基礎上,本研究以Gcw13p為研究對象,通過對Gcw13p的結構特征分析、以及Gcw13p對畢赤酵母甲醇條件下生長表型及表達譜差異分析,從甲醇代謝、氨基酸代謝和細胞自噬等角度,解釋了Gcw13p缺失引起畢赤酵母GS115在甲醇為碳源的培養(yǎng)基中生長速度加快的分子機制,主要研究結果如下:（1）通過對gcw13Δ菌株及GCW13原位回補株的對照分析,確證Gcw13p缺失與甲醇生長表型改變之間的聯(lián)系;對Gcw13p結構和性質的分析,發(fā)現(xiàn)Gcw13p主要分...
【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：145 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
巴斯德畢赤酵母甲醇利用途徑[8]
華南理工大學博士學位論文4因的表達中起關鍵作用，如Mxr1p、Mit1、Trm1p、ROP等，它們對MUT基因的調(diào)控作用如圖1-2所示。圖1-2MUT基因的轉錄調(diào)控網(wǎng)絡Fig.1-2TranscriptionalregulationofMUTgens轉錄因子Mxr1p（methanolexpressionregulator1）的被鑒定為AOX1的以及MUT途徑的其他基因主要調(diào)控因子，其功能缺失的畢赤酵母突變株不能利用甲醇作為唯一碳源，并且MUT途徑的AOX和DAS不能被甲醇誘導表達，F(xiàn)LD1的表達也顯著下調(diào)[18]。Mxr1p特異性結合含有5"CYCCNY3"基序的啟動子序列，研究發(fā)現(xiàn)在AOX1啟動子中鑒定出至少6個Mxr1p反應元件（MXRE）[18,19]。Mxr1p屬于激活型的轉錄因子，與啟動子區(qū)域的MXRE結合可激活下游基因的轉錄。Mxr1p本身組成型低表達，表達不受碳源影響，但其分布與碳源有關：存在葡萄糖或甘油時，Mxr1p分布于細胞質中；當有且僅有甲醇作為碳源時，Mxr1p向細胞核轉移并結合到MUT基因的啟動子上，激活MUT基因的轉錄[20]。Mit1（methanol-inducedtranscriptionfactor1）和Mxr1p同為激活型的轉錄因子，敲除其編碼基因MIT1，AOX和DAS則不能被甲醇誘導表達[21]。與Mxr1p不同的是，在甘油或葡萄糖存在的情況下Mit1有本底表達，但當以甲醇為唯一碳源時，Mit1被強烈誘導表達，此外，Mit1的分布不受碳源種類的影響[21]。Trm1（transcriptionalregulation
華南理工大學博士學位論文10GPI錨定蛋白Ecm33被證明參與酵母中營養(yǎng)響應的TORC1信號傳導[60]。即使存在細胞外高葡萄糖濃度，Ecm33的缺失也會引發(fā)一系列饑餓應答的途徑，導致細胞增殖延遲，ATP減少和自噬發(fā)生[60]。1.3畢赤酵母GPI錨定蛋白研究現(xiàn)狀1.3.1GPI錨定蛋白的結構及其生物合成GPI錨定蛋白是指被糖基磷脂酰肌醇修飾的蛋白質。糖基磷脂酰肌醇（GPI）是許多細胞表面蛋白的脂質錨。GPI錨的蛋白翻譯后修飾在真核生物中普遍存在，在一些古細菌中也有發(fā)現(xiàn)，但不在真細菌中使用。GPI錨定蛋白是原生動物中細胞表面蛋白的主要形式。在真菌中，許多GPI錨定的蛋白質最終摻入細胞壁中。在人類細胞中，至少有150種GPI錨定蛋白，它們可以作為受體、粘附分子、酶、轉胞吞受體和轉運蛋白以及蛋白酶抑制劑發(fā)揮各種作用[61]。圖1-3GPI錨定蛋白的結構示意圖[62]Fig.1-3StructurefoGPIGPI-anchoredprotein[62]GPI錨定蛋白由蛋白質及GPI錨兩部分構成（圖1-3），GPI錨則由乙醇胺磷酸、核心聚糖、磷脂以及核心聚糖上修飾的糖基側鏈構成。GPI錨定蛋白的C末端通過乙醇胺
【參考文獻】：
博士論文
[1]畢赤酵母GPI型蛋白缺失菌株文庫的構建及其性能分析[D]. 王盼.華南理工大學 2018
[2]畢赤酵母GPI型細胞壁蛋白基因的挖掘及功能研究[D]. 張莉.華南理工大學 2014
碩士論文
[1]表面展示外源蛋白的畢赤酵母細胞壁蛋白抽提及分析[D]. 周新瑩.華南理工大學 2012
本文編號：3370676
【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：145 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
巴斯德畢赤酵母甲醇利用途徑[8]
華南理工大學博士學位論文4因的表達中起關鍵作用，如Mxr1p、Mit1、Trm1p、ROP等，它們對MUT基因的調(diào)控作用如圖1-2所示。圖1-2MUT基因的轉錄調(diào)控網(wǎng)絡Fig.1-2TranscriptionalregulationofMUTgens轉錄因子Mxr1p（methanolexpressionregulator1）的被鑒定為AOX1的以及MUT途徑的其他基因主要調(diào)控因子，其功能缺失的畢赤酵母突變株不能利用甲醇作為唯一碳源，并且MUT途徑的AOX和DAS不能被甲醇誘導表達，F(xiàn)LD1的表達也顯著下調(diào)[18]。Mxr1p特異性結合含有5"CYCCNY3"基序的啟動子序列，研究發(fā)現(xiàn)在AOX1啟動子中鑒定出至少6個Mxr1p反應元件（MXRE）[18,19]。Mxr1p屬于激活型的轉錄因子，與啟動子區(qū)域的MXRE結合可激活下游基因的轉錄。Mxr1p本身組成型低表達，表達不受碳源影響，但其分布與碳源有關：存在葡萄糖或甘油時，Mxr1p分布于細胞質中；當有且僅有甲醇作為碳源時，Mxr1p向細胞核轉移并結合到MUT基因的啟動子上，激活MUT基因的轉錄[20]。Mit1（methanol-inducedtranscriptionfactor1）和Mxr1p同為激活型的轉錄因子，敲除其編碼基因MIT1，AOX和DAS則不能被甲醇誘導表達[21]。與Mxr1p不同的是，在甘油或葡萄糖存在的情況下Mit1有本底表達，但當以甲醇為唯一碳源時，Mit1被強烈誘導表達，此外，Mit1的分布不受碳源種類的影響[21]。Trm1（transcriptionalregulation
華南理工大學博士學位論文10GPI錨定蛋白Ecm33被證明參與酵母中營養(yǎng)響應的TORC1信號傳導[60]。即使存在細胞外高葡萄糖濃度，Ecm33的缺失也會引發(fā)一系列饑餓應答的途徑，導致細胞增殖延遲，ATP減少和自噬發(fā)生[60]。1.3畢赤酵母GPI錨定蛋白研究現(xiàn)狀1.3.1GPI錨定蛋白的結構及其生物合成GPI錨定蛋白是指被糖基磷脂酰肌醇修飾的蛋白質。糖基磷脂酰肌醇（GPI）是許多細胞表面蛋白的脂質錨。GPI錨的蛋白翻譯后修飾在真核生物中普遍存在，在一些古細菌中也有發(fā)現(xiàn)，但不在真細菌中使用。GPI錨定蛋白是原生動物中細胞表面蛋白的主要形式。在真菌中，許多GPI錨定的蛋白質最終摻入細胞壁中。在人類細胞中，至少有150種GPI錨定蛋白，它們可以作為受體、粘附分子、酶、轉胞吞受體和轉運蛋白以及蛋白酶抑制劑發(fā)揮各種作用[61]。圖1-3GPI錨定蛋白的結構示意圖[62]Fig.1-3StructurefoGPIGPI-anchoredprotein[62]GPI錨定蛋白由蛋白質及GPI錨兩部分構成（圖1-3），GPI錨則由乙醇胺磷酸、核心聚糖、磷脂以及核心聚糖上修飾的糖基側鏈構成。GPI錨定蛋白的C末端通過乙醇胺
【參考文獻】：
博士論文
[1]畢赤酵母GPI型蛋白缺失菌株文庫的構建及其性能分析[D]. 王盼.華南理工大學 2018
[2]畢赤酵母GPI型細胞壁蛋白基因的挖掘及功能研究[D]. 張莉.華南理工大學 2014
碩士論文
[1]表面展示外源蛋白的畢赤酵母細胞壁蛋白抽提及分析[D]. 周新瑩.華南理工大學 2012
本文編號：3370676
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