《納豆芽孢桿菌gudB1-GDH對低氨發酵的分子調控機理》是依託上海交通大學，由張建華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：納豆芽孢桿菌gudB1-GDH對低氨發酵的分子調控機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張建華
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納豆芽孢桿菌谷氨酸脫氫酶(GDH)由rocG和gudB1基因編碼，是連線碳氮代謝的關鍵酶，對該菌的生長和產氨都有明顯的影響。本課題擬通過基因敲除、定點突變和同源重組，獲得rocG和gudB1雙缺失及rocG缺失、gudB1定點突變的系列菌株。以野生型和雙缺失型菌株為對象，利用13C標記葡萄糖，結合GC-MS檢測技術和FiatFlux軟體分析技術，對胞內的代謝流量進行分析，結合胞外代謝物含量的檢測結果，構建並最佳化GDH缺失菌株的碳氮中心代謝網路模型。分析具有不同gudB1-GDH酶活的系列突變株的生物量、產氨量、代謝流量分布等數據，構建描述碳/氮源、代謝流量、產氨量與菌體生長間關係的數學模型。同時比較分析不同菌株間關鍵酶活性、關鍵酶基因和主要代謝調控基因轉錄水平的差異，揭示gudB1-GDH在碳氮中心代謝中代謝調控機理，為低產氨納豆芽孢桿菌的選育提供思路。
結題摘要
納豆芽孢桿菌谷氨酸脫氫酶(GDH)和脲酶對納豆發酵過程中產氨有顯著影響。GDH是連線碳氮代謝的關鍵酶，對該菌的生長也非常重要。本課題首先對枯草芽孢桿菌納豆芽孢桿菌谷氨酸脫氫酶(GDH)和脲酶對納豆發酵過程中產氨有顯著影響，其中GDH是連線碳氮代謝的關鍵酶，對該菌的生長也非常重要。本課題首先對枯草芽孢桿菌GDH及脲酶編碼基因的序列和非編碼區各元件進行了分析，同時對納豆菌的脲酶性質進行了研究，結果表明兩基因在進化中相對比較保守、轉錄效率較高，脲酶的最佳產酶條件和納豆菌的最佳生長條件高度一致，因此，基因水平的改造才是降低產氨量的有效途徑。 對gud B基因進行定點突變，成功獲得7個酶活下降的突變體，分別為活性位點K80、K116和S351的單、雙和三位點突變體。成功構建了rocG插入失活突變株BS 168::△rocG和脲酶失活突變株BS 168::△ure突變株，實驗結果表明編碼GDH的rocG和gudB可以互補，但BS 168::△ure的脲酶完全失活且不影響菌的生長。本研究證實通過ure基因敲除、GDH定點突變和同源重組可獲得低產氨納豆發酵菌株，為進一步研究GDH和脲酶影響產氨和生長代謝的機理奠定了堅實的基礎。
