本文選題：卷枝毛霉 + 脂質(zhì)積累　； 參考：《江南大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：微生物油脂富含高價值的多不飽和脂肪酸,如花生四烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、伽馬亞麻酸等,且微生物油脂可以作為生產(chǎn)生物柴油的原料,因此,近年來微生物油脂受到人們的高度關(guān)注。產(chǎn)油絲狀真菌卷枝毛霉是全球首次商業(yè)化生產(chǎn)微生物油脂的菌株,其生產(chǎn)的油脂富含多不飽和脂肪酸γ-亞麻酸(GLA)。卷枝毛霉CBS277.49的基因組序列已經(jīng)公布,且具有較為成熟的轉(zhuǎn)化系統(tǒng),已經(jīng)成為研究產(chǎn)油絲狀真菌脂質(zhì)積累機(jī)制的模式生物。產(chǎn)油酵母脂質(zhì)積累的機(jī)制已有大量文獻(xiàn)報道,但是產(chǎn)油絲狀真菌卷枝毛霉脂質(zhì)積累的機(jī)制還沒有系統(tǒng)地分析和研究。本論文通過13C標(biāo)記的代謝流量分析方法對產(chǎn)油絲狀真菌卷枝毛霉脂質(zhì)積累的碳代謝調(diào)控機(jī)制進(jìn)行研究,并對影響其脂質(zhì)積累的關(guān)鍵基因進(jìn)行遺傳改造。論文的主要研究內(nèi)容和實驗結(jié)果如下:卷枝毛霉CBS 277.49可以積累不超過自身細(xì)胞干重15%的油脂,而卷枝毛霉WJ11的總脂肪酸含量高達(dá)36%,為了研究卷枝毛霉不同菌株之間脂質(zhì)含量差別巨大的分子機(jī)制,采用13C標(biāo)記的代謝流量分析方法對兩株卷枝毛霉在兩種培養(yǎng)條件下脂質(zhì)合成過程代謝反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中代謝流量的分布進(jìn)行了研究。實驗結(jié)果表明,與低產(chǎn)脂菌株CBS 277.49相比較,高產(chǎn)脂菌株WJ11中,磷酸戊糖途徑和乙醛酸循環(huán)的流量顯著增加,三羧酸循環(huán)流量降低;與高氮培養(yǎng)條件相比,低氮培養(yǎng)基培養(yǎng)卷枝毛霉WJ11和CBS 277.49時,其磷酸戊糖途徑流量增強(qiáng),三羧酸循環(huán)流量降低,乙醛酸循環(huán)流量亦有所增加;在高產(chǎn)脂菌株中,蘋果酸酶和磷酸戊糖途徑流量的增加能為其脂肪酸的合成提供更多的還原力NADPH,結(jié)果顯示蘋果酸酶和磷酸戊糖途徑可能在卷枝毛霉的脂肪酸合成中占據(jù)重要的作用;同時ATP:檸檬酸裂解酶的活力亦有所增加,能為其脂肪酸的合成提供更多的底物乙酰輔酶A。將來自于磷酸戊糖途徑中編碼葡萄糖-6-磷酸脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶的基因在卷枝毛霉中分別過表達(dá)。在卷枝毛霉過表達(dá)重組菌株中,其葡萄糖-6-磷酸脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶的酶活力顯著提高,且相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄水平也有所提高。與對照菌株相比較,高的酶活力及高的轉(zhuǎn)錄水平,使得卷枝毛霉過表達(dá)重組菌株的總脂肪酸含量提高了22-37%。實驗結(jié)果表明,磷酸戊糖途徑中的葡萄糖-6-磷酸脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶在卷枝毛霉的脂肪酸合成中具有重要的作用,是其脂肪酸合成所需還原力NADPH的重要提供者。為了研究蘋果酸酶在卷枝毛霉脂肪酸合成中的作用,將定位于細(xì)胞質(zhì)的兩個蘋果酸酶基因分別在卷枝毛霉中過表達(dá)。與對照菌株相比較,在過表達(dá)重組菌株中,盡管蘋果酸酶的活力和蘋果酸酶基因的轉(zhuǎn)錄水平有所提高,但是其脂肪酸含量并沒有變化。實驗結(jié)果表明,在卷枝毛霉的脂肪酸合成中,蘋果酸酶可能并不是其限制性因素。為了研究蘋果酸轉(zhuǎn)運蛋白在卷枝毛霉脂肪酸合成中的作用,分別將卷枝毛霉中的蘋果酸轉(zhuǎn)運蛋白基因進(jìn)行過表達(dá)和敲除。在蘋果酸轉(zhuǎn)運蛋白過表達(dá)重組菌株中,與對照菌株相比較,其總脂肪酸含量提高了70%,而敲除菌株的總脂肪酸含量降低了27%。在過表達(dá)重組菌株中,其細(xì)胞外的蘋果酸濃度有所降低,而在敲除重組菌株中,其細(xì)胞外的蘋果酸濃度有所增加。實驗結(jié)果表明,蘋果酸轉(zhuǎn)運蛋白能夠?qū)⒓?xì)胞溶膠中的蘋果酸轉(zhuǎn)運至線粒體,進(jìn)而可能增加線粒體內(nèi)檸檬酸合成前體及提高檸檬酸的轉(zhuǎn)運速率,從而促進(jìn)卷枝毛霉脂肪酸的合成,蘋果酸轉(zhuǎn)運蛋白在卷枝毛霉的脂肪酸合成中占據(jù)重要的位置。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TS201.3

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本文編號：1746008