《海洋枯草芽孢桿菌C01抗菌物質合成調控的信號通路研究》是依託山東大學，由穆大帥擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：海洋枯草芽孢桿菌C01抗菌物質合成調控的信號通路研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：穆大帥
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
海洋中蘊藏著大量的微生物資源，其中廣泛地分布著抗菌活性菌株，是抗菌物質的重要潛在來源。但是，由於缺乏對海洋微生物抗菌物質合成調控機理的認識，生產過程中無法有效的提高抗菌物質的產量，嚴重阻礙了抗菌物質的套用。了解海洋微生物抗菌物質合成調控機制對發酵生產過程中提高抗菌物質產量有著深刻的理論指導意義。因此本課題將以海洋枯草芽孢桿菌C01為例，從信號轉導調控次級代謝的角度闡述海洋微生物抗菌物質調控的可能的機理。包括以下內容：一、篩選合適培養基，並研究不同信號誘導因子對海洋枯草芽孢桿菌產抗菌物質的影響；二、最佳化信號因子的誘導條件，並對產生的抗菌物質進行提取、分離、結構鑑定，量化分析抗菌物質的變化；三、套用轉錄組和磷酸化蛋白組分析信號因子對抗菌物質合成相關的基因或蛋白的影響；四、利用基因敲除技術和酶抑制劑研究推測途徑中關鍵基因或蛋白的功能。達到從分子和生理水平探索抗菌物質合成調控的潛在的信號調控。
結題摘要
海洋中蘊藏著大量的微生物資源，其中廣泛地分布著抗菌活性菌株，是抗菌物質的重要潛在來源。但是，由於缺乏對海洋微生物抗菌物質合成調控機理的認識，生產過程中無法有效的提高抗菌物質的產量，嚴重阻礙了抗菌物質的套用。了解海洋微生物抗菌物質合成調控機制對發酵生產過程中提高抗菌物質產量有著深刻的理論指導意義。因此本課題將以海洋枯草芽孢桿菌C01為例，從信號轉導調控次級代謝的角度闡述海洋微生物抗菌物質調控的可能的機理。包括以下內容：（1）在篩選環境因子刺激C01產抗菌物質時，發現不同濃度納米氧化鋁和不同誘導時間能夠影響C01發酵上清液抗菌性，發現納米氧化鋁能夠顯著提高surfactin的生物合成；（2）在誘導試驗過程中，還發現納米氧化鋁可以引起枯草芽孢桿菌的絮凝，通過Zeta電位檢測和TEM分析明確了絮凝產生的機制，這一特性可以將納米氧化鋁開發成能用於工業微生物發酵的絮凝劑；（3）在納米氧化鋁誘導枯草芽孢桿菌surfactin生物合成的過程中，我們發現，納米氧化鋁能夠促進C01生物膜的形成，同時，可以影響菌體和菌落形態，限制菌體運動性，TEM分析發現納米氧化鋁吸附於菌體上，同時聚集作用也嚴重破壞菌體原有鞭毛，我們還設計了一系列毒理實驗，結果表明納米氧化鋁能夠引起膜損傷和胞內ROS積累。結合前人的研究，我們推測納米氧化鋁可以造成膜相關脅迫，通過吸附於菌體和破壞鞭毛來限制菌體的運動性；（4）為了進一步從分子水平上全面分析以上現象發生的相互關係，我們對納米氧化鋁處理的C01進行了轉錄組測序，測序結果分析發現納米氧化鋁能夠引起膜脅迫相關的雙組分信號通路基因的表達上調，能夠激活鞭毛組裝基因的表達，能夠誘導脂肪酸的生物合成相關基因的上調。同時還發現納米氧化鋁激活DNA修復相關基因。表面活性素surfactin合成基因在誘導前期表達量並沒顯著變化，而在後期被顯著誘導。我們推測表面活性素surfactin在枯草芽孢桿菌C01適應納米氧化鋁脅迫的過程中起到重要作用。
