虎奶菇菌丝体超支化多糖合成及影响因素的研究
发布时间：2021-07-29 12:53
虎奶菇是一种珍稀的食药用真菌,富含多种生物活性物质,其中超支化多糖是虎奶菇的主要成分之一。超支化结构的虎奶菇多糖,在食品、医药和生物材料等诸多领域均具有潜在的研究和应用价值,然而目前这类多糖还主要提取自虎奶菇菌核及子实体,有限的来源限制了其进一步的开发利用。因此,阐明虎奶菇超支化多糖的合成途径,不仅有助于推动其进一步的研究,对真菌多糖的合成机制也是一个重要的理论补充。本研究结合液态发酵、基因测序及生物信息学分析手段,对虎奶菇菌丝体细胞壁超支化多糖结构及胞外超支化多糖合成的影响因素进行分析,初步解析虎奶菇超支化多糖的合成通路。主要研究结果如下:（1）虎奶菇菌丝体细胞壁多糖的分离纯化及结构表征:本研究依次对虎奶菇菌丝体采用不同的方法分离纯化,得到4种细胞壁组分,分别为热水提组分（MHW）、冷碱提组分（MCA-1、MCA-2）、热碱提组分（MHA）、碱不溶物（MAI）,碱提组分进一步纯化得到单一组分MCA-1I、MCA-2I和MHA-I。对上述纯化组分进行单糖组成分析,结果表明MHW、MCA-1I、MCA-2I、MHA-I均是以葡萄糖为主的杂多糖,其中主要成分MHA-I是一种具有较高分支度的...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
细菌多糖合成途径[29,30]
江南大学硕士学位论文41.3.2真菌多糖生物合成的研究真菌多糖的合成途径与细菌多糖略有不同，主要包括前体核苷酸糖的合成、线性直链同多糖的合成（重复单元的组装）及多糖结构的修饰（分支、延伸和聚合）等步骤。目前真菌多糖生物合成的研究主要集中在酵母、丝状真菌等低等真菌中，以酵母细胞壁多糖的合成为例[31]，其中前体核苷酸糖的合成通路已经基本明确，涉及的关键酶有UDP-葡萄糖焦磷酸化酶和dTDP-葡萄糖焦磷酸化酶等。直链线性同多糖的合成主要有两种不同方式（图1-2）：（1）由位于质膜上的相关合成酶以NDP-sugars作为底物合成后分泌到细胞壁中；（2）由高尔基体中的糖基转移酶以NDP-sugars为底物合成，然后以完整形态转运到质膜上直接分泌到细胞壁中，该过程最关键的酶为具有高度底物专一性的糖基转移酶[32]。细胞壁多糖的分支、延伸和聚合是将细胞壁多糖的核心进行分支，并将支链延长，再将其他多糖连接到多糖的核心主链上。目前这一过程还存在较大争议，在低等丝状真菌及子囊菌中，这一步主要由质膜上GPIanchoredprotein（糖磷脂酰肌醇锚定蛋白）所锚定的聚糖转移酶（Gel/GasorCrhproteins）实现[33]，而酿酒酵母S.cerevisiae中也曾发现另一类共价连接在细胞壁多糖上对合成起作用的GPI蛋白，但是该蛋白并未在其他子囊菌中发现[34]。图1-2酵母细胞壁多糖的生物合成[31]Figure1-2Biosynthesisofyeastcellwallpolysaccharides食药用菌多糖的结构远比酵母等物种中的要复杂，主要体现在食用菌多糖所含糖苷键类型更为丰富，空间形态更为多样，因而生物合成及调控机制也更为复杂。但是当前食用菌多糖的合成研究还主要集中于核苷酸糖前体合成相关的酶类，目前报道的主要为PGM（磷酸葡萄糖变位酶）、PGI（磷酸葡萄糖异构酶）、UGP（UDP-葡萄糖焦
墓丶??颉４送猓琙hou[39]等对灰盖鬼伞（Coprinopsiscinerea）进行菌株改造，发现过表达PGM、UGP基因能够提高多糖的产量。食药用真菌多糖生物合成途径复杂，目前相关的研究主要集中于灵芝多糖的合成。刘高强[40]等利用同位素示踪技术跟踪14C在灵芝细胞中的代谢流向，结合灵芝多糖的单糖组成，初步构建了灵芝中核苷酸糖的合成途径，王琼[41]首先推断出以葡萄糖为碳源培养时灵芝细胞中核苷酸糖的合成途径，进而测定以不同碳源培养时胞外多糖的单糖组成及相关酶的酶活，修订了以不同碳源培养时灵芝细胞中核苷酸糖的合成途径，如图1-3。上述研究只是对核苷酸糖合成途径进行解析和验证，但是有关多糖的进一步组装均没有详细的解释。虎奶菇富含超支化多糖，相关研究已经报道其超支化多糖的详细结构且在诸多领域均具有巨大的应用潜力。因此，以虎奶菇为研究对象，探讨多糖合成的影响因素，结合基因组学和差异基因表达分析阐明超支化多糖的合成途径，不仅有助于通过代谢调控手段提高虎奶菇菌丝体超支化多糖产量，进而推动其开发和应用，还能丰富食用菌多糖生物合成的理论基矗图1-3灵芝中核苷酸糖合成途径[41]（A、B：以不同碳源培养时灵芝中核苷酸糖的合成）Figure1-3SynthesispathwayofnucleotidesugarinG.lucidum(A、B:synthesisofnucleotidesugarinG.lucidumbasedondifferentcarbonsources)1.4菌体形态对多糖合成的影响虽然目前有关大型真菌多糖合成途径的研究已经取得了一定的进展，但多糖合成途径复杂，部分多糖的合成机制仍未明晰，有关大型真菌多糖合成的报道仍是以液态发酵调控为主。液态发酵法作为一种快速获得代谢产物的方式，产物的合成会受到多种因素的影响，如培养基组成、培养条件、外源因子等。其中，碳源是微生物能量代谢过程中的重要能源?
【参考文献】：
期刊论文
[1]虎奶菇菌丝生物学特性研究[J]. 吴小建,陈雪凤,余春丽,韦仕岩,王灿琴,郎宁,吴圣进. 食用菌. 2019(03)
[2]蛹虫草虫草多糖的分离纯化、分子构象分析及抗氧化活性研究[J]. 江琦,娄在祥,王正齐,王洪新,陈孝云. 食品与发酵工业. 2019(01)
[3]淡红侧耳子实体多糖的分离纯化及结构探析[J]. 田有秋,贾金霞,束旭,任晓婕,关月,谢红,许杨洁,王昱沣. 食品与发酵工业. 2018(12)
[4]响应面法优化樟芝胞外多糖的发酵条件[J]. 王正齐,张薄博,陈磊,关锋. 食品工业科技. 2018(11)
[5]蓝光对灵芝菌丝体多糖积累和糖代谢相关酶的影响[J]. 余吴梦晓,兰进,张薇薇,徐新然,刘禹,尹春梅,于晶,陈向东. 中国农学通报. 2017(36)
[6]虎奶菇多糖纳米硒对叔丁基过氧化氢诱导的HepG2细胞氧化损伤的保护作用[J]. 吴建国,马利,杨彬君,吴岩斌,吴锦忠,黄家兴. 福建中医药. 2017(01)
[7]真菌灰树花菌丝体转录组测序及分析[J]. 聂文强,吴天祥,钟敏,芦红云. 食品科学. 2017(20)
[8]虎奶菇栽培技术[J]. 杜可. 农村新技术. 2017(01)
[9]液体发酵条件对灵芝菌体形态及胞外多糖活性的影响[J]. 乔双逵,彭林,丁重阳,顾正华,张梁,石贵阳. 食品与生物技术学报. 2014(10)
[10]深层发酵培养虎奶菇多糖的培养基优化[J]. 王利,王峰. 安徽农业科学. 2014(01)
博士论文
[1]桑黄发酵过程优化及其多糖代谢调控研究[D]. 郭霞.西南大学 2010
硕士论文
[1]华根霉脂肪酶液态发酵不同形态菌体的比较转录组学分析[D]. 范凯.江南大学 2017
[2]基于转录组对茯苓菌核形成发育相关功能基因分析[D]. 胡炳雄.武汉轻工大学 2017
[3]毕赤酵母鼠李糖代谢途径及鼠李糖诱导型启动子挖掘[D]. 张雪.哈尔滨师范大学 2016
[4]发酵环境影响灰树花菌丝体生长和多糖合成的研究[D]. 陈潇筱.江苏大学 2016
[5]三种单糖碳源对灵芝多糖合成影响的研究[D]. 李洁.江南大学 2015
[6]灵芝菌丝体培养中多糖组分的变化与相关酶活性分析[D]. 王琼.江南大学 2013
[7]阿维菌素发酵过程菌体形态变化、流体特性及反应器流场模拟研究[D]. 秦震方.华东理工大学 2010
[8]虎奶菇发酵特性及菌丝体、菌核多糖的纯化和部分特性研究[D]. 刘春辉.福建师范大学 2006
本文编号：3309360
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
细菌多糖合成途径[29,30]
江南大学硕士学位论文41.3.2真菌多糖生物合成的研究真菌多糖的合成途径与细菌多糖略有不同，主要包括前体核苷酸糖的合成、线性直链同多糖的合成（重复单元的组装）及多糖结构的修饰（分支、延伸和聚合）等步骤。目前真菌多糖生物合成的研究主要集中在酵母、丝状真菌等低等真菌中，以酵母细胞壁多糖的合成为例[31]，其中前体核苷酸糖的合成通路已经基本明确，涉及的关键酶有UDP-葡萄糖焦磷酸化酶和dTDP-葡萄糖焦磷酸化酶等。直链线性同多糖的合成主要有两种不同方式（图1-2）：（1）由位于质膜上的相关合成酶以NDP-sugars作为底物合成后分泌到细胞壁中；（2）由高尔基体中的糖基转移酶以NDP-sugars为底物合成，然后以完整形态转运到质膜上直接分泌到细胞壁中，该过程最关键的酶为具有高度底物专一性的糖基转移酶[32]。细胞壁多糖的分支、延伸和聚合是将细胞壁多糖的核心进行分支，并将支链延长，再将其他多糖连接到多糖的核心主链上。目前这一过程还存在较大争议，在低等丝状真菌及子囊菌中，这一步主要由质膜上GPIanchoredprotein（糖磷脂酰肌醇锚定蛋白）所锚定的聚糖转移酶（Gel/GasorCrhproteins）实现[33]，而酿酒酵母S.cerevisiae中也曾发现另一类共价连接在细胞壁多糖上对合成起作用的GPI蛋白，但是该蛋白并未在其他子囊菌中发现[34]。图1-2酵母细胞壁多糖的生物合成[31]Figure1-2Biosynthesisofyeastcellwallpolysaccharides食药用菌多糖的结构远比酵母等物种中的要复杂，主要体现在食用菌多糖所含糖苷键类型更为丰富，空间形态更为多样，因而生物合成及调控机制也更为复杂。但是当前食用菌多糖的合成研究还主要集中于核苷酸糖前体合成相关的酶类，目前报道的主要为PGM（磷酸葡萄糖变位酶）、PGI（磷酸葡萄糖异构酶）、UGP（UDP-葡萄糖焦
墓丶??颉４送猓琙hou[39]等对灰盖鬼伞（Coprinopsiscinerea）进行菌株改造，发现过表达PGM、UGP基因能够提高多糖的产量。食药用真菌多糖生物合成途径复杂，目前相关的研究主要集中于灵芝多糖的合成。刘高强[40]等利用同位素示踪技术跟踪14C在灵芝细胞中的代谢流向，结合灵芝多糖的单糖组成，初步构建了灵芝中核苷酸糖的合成途径，王琼[41]首先推断出以葡萄糖为碳源培养时灵芝细胞中核苷酸糖的合成途径，进而测定以不同碳源培养时胞外多糖的单糖组成及相关酶的酶活，修订了以不同碳源培养时灵芝细胞中核苷酸糖的合成途径，如图1-3。上述研究只是对核苷酸糖合成途径进行解析和验证，但是有关多糖的进一步组装均没有详细的解释。虎奶菇富含超支化多糖，相关研究已经报道其超支化多糖的详细结构且在诸多领域均具有巨大的应用潜力。因此，以虎奶菇为研究对象，探讨多糖合成的影响因素，结合基因组学和差异基因表达分析阐明超支化多糖的合成途径，不仅有助于通过代谢调控手段提高虎奶菇菌丝体超支化多糖产量，进而推动其开发和应用，还能丰富食用菌多糖生物合成的理论基矗图1-3灵芝中核苷酸糖合成途径[41]（A、B：以不同碳源培养时灵芝中核苷酸糖的合成）Figure1-3SynthesispathwayofnucleotidesugarinG.lucidum(A、B:synthesisofnucleotidesugarinG.lucidumbasedondifferentcarbonsources)1.4菌体形态对多糖合成的影响虽然目前有关大型真菌多糖合成途径的研究已经取得了一定的进展，但多糖合成途径复杂，部分多糖的合成机制仍未明晰，有关大型真菌多糖合成的报道仍是以液态发酵调控为主。液态发酵法作为一种快速获得代谢产物的方式，产物的合成会受到多种因素的影响，如培养基组成、培养条件、外源因子等。其中，碳源是微生物能量代谢过程中的重要能源?
【参考文献】：
期刊论文
[1]虎奶菇菌丝生物学特性研究[J]. 吴小建,陈雪凤,余春丽,韦仕岩,王灿琴,郎宁,吴圣进. 食用菌. 2019(03)
[2]蛹虫草虫草多糖的分离纯化、分子构象分析及抗氧化活性研究[J]. 江琦,娄在祥,王正齐,王洪新,陈孝云. 食品与发酵工业. 2019(01)
[3]淡红侧耳子实体多糖的分离纯化及结构探析[J]. 田有秋,贾金霞,束旭,任晓婕,关月,谢红,许杨洁,王昱沣. 食品与发酵工业. 2018(12)
[4]响应面法优化樟芝胞外多糖的发酵条件[J]. 王正齐,张薄博,陈磊,关锋. 食品工业科技. 2018(11)
[5]蓝光对灵芝菌丝体多糖积累和糖代谢相关酶的影响[J]. 余吴梦晓,兰进,张薇薇,徐新然,刘禹,尹春梅,于晶,陈向东. 中国农学通报. 2017(36)
[6]虎奶菇多糖纳米硒对叔丁基过氧化氢诱导的HepG2细胞氧化损伤的保护作用[J]. 吴建国,马利,杨彬君,吴岩斌,吴锦忠,黄家兴. 福建中医药. 2017(01)
[7]真菌灰树花菌丝体转录组测序及分析[J]. 聂文强,吴天祥,钟敏,芦红云. 食品科学. 2017(20)
[8]虎奶菇栽培技术[J]. 杜可. 农村新技术. 2017(01)
[9]液体发酵条件对灵芝菌体形态及胞外多糖活性的影响[J]. 乔双逵,彭林,丁重阳,顾正华,张梁,石贵阳. 食品与生物技术学报. 2014(10)
[10]深层发酵培养虎奶菇多糖的培养基优化[J]. 王利,王峰. 安徽农业科学. 2014(01)
博士论文
[1]桑黄发酵过程优化及其多糖代谢调控研究[D]. 郭霞.西南大学 2010
硕士论文
[1]华根霉脂肪酶液态发酵不同形态菌体的比较转录组学分析[D]. 范凯.江南大学 2017
[2]基于转录组对茯苓菌核形成发育相关功能基因分析[D]. 胡炳雄.武汉轻工大学 2017
[3]毕赤酵母鼠李糖代谢途径及鼠李糖诱导型启动子挖掘[D]. 张雪.哈尔滨师范大学 2016
[4]发酵环境影响灰树花菌丝体生长和多糖合成的研究[D]. 陈潇筱.江苏大学 2016
[5]三种单糖碳源对灵芝多糖合成影响的研究[D]. 李洁.江南大学 2015
[6]灵芝菌丝体培养中多糖组分的变化与相关酶活性分析[D]. 王琼.江南大学 2013
[7]阿维菌素发酵过程菌体形态变化、流体特性及反应器流场模拟研究[D]. 秦震方.华东理工大学 2010
[8]虎奶菇发酵特性及菌丝体、菌核多糖的纯化和部分特性研究[D]. 刘春辉.福建师范大学 2006
本文编号：3309360
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3309360.html
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