丙酮丁醇梭菌ATCC 55025的蛋白组学分析及菌株改造

发布时间：2022-02-17 15:17

　　由于全球能源短缺和能源燃烧对环境的影响,生物丁醇的研究受到人们的关注。丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum）是生物丁醇生产的重要菌株,近年来对丙酮丁醇梭菌的代谢途径研究越来越多。丙酮丁醇梭菌ATCC 55025是丙酮丁醇梭菌ATCC 824的化学诱变菌株,经过诱变后,菌株ATCC 55025的丁醇产量能够达到12 g/L。本文通过对丙酮丁醇梭菌ATCC 55025在产酸期和产溶剂期的样品进行蛋白组学分析,找出差异性表达蛋白和磷酸化蛋白,并对丙酮丁醇梭菌ATCC 55025中编码丝氨酸/苏氨酸激酶的基因分别进行敲除和过表达,对编码细胞分裂蛋白的基因进行敲除,将改造菌株进行ABE发酵,评估其发酵性能及细胞形态变化。对丙酮丁醇梭菌ATCC 55025蛋白组学进行分析,共鉴定到801个蛋白,其中26个蛋白在产溶剂期的表达量显著上调,17个蛋白在产溶剂期的表达量显著下调。通过Ti⁴⁺-IMAC磷酸化肽段富集技术成功鉴定到丙酮丁醇梭菌ATCC 55025在产酸期和产溶剂期中22个蛋白上的27个磷酸化位点,其中丝氨酸/苏氨酸激酶Cac1728的三个... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 生物丁醇
        1.1.1 丁醇
        1.1.2 生物丁醇发展情况
        1.1.3 ABE发酵菌株
    1.2 丙酮丁醇梭菌的生长代谢与菌株改造
        1.2.1 丙酮丁醇梭菌
        1.2.2 丙酮丁醇梭菌的代谢途径
        1.2.3 丙酮丁醇梭菌的孢子化与细胞分裂
        1.2.4 丙酮丁醇梭菌的菌株改造
    1.3 丝氨酸/苏氨酸激酶在原核生物中的调控作用
        1.3.1 研究历史
        1.3.2 丝氨酸/苏氨酸激酶的功能
        1.3.3 丝氨酸/苏氨酸激酶磷酸化的研究方法
    1.4 课题的目的及意义
2 丙酮丁醇梭菌ATCC55025的蛋白组学分析
    2.1 引言
    2.2 实验材料
        2.2.1 主要实验仪器
        2.2.2 主要化学试剂
        2.2.3 实验菌株
        2.2.4 培养基及配制方法
    2.3 实验方法
        2.3.1 菌株发酵及菌体预处理
        2.3.2 蛋白质的提取、含量测定和酶解
        2.3.3 蛋白质除盐
        2.3.4 Ti~(4+)-IMAC法富集磷酸化肽段
        2.3.5 Q-Exactive HF质谱检测及数据库搜索
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 丙酮丁醇梭菌ATCC55025蛋白组分析
        2.4.2 丙酮丁醇梭菌ATCC55025磷酸化肽段分析
    2.5 本章小结
3 丙酮丁醇梭菌中编码丝氨酸/苏氨酸激酶基因的敲除、过表达及发酵分析
    3.1 引言
    3.2 实验材料
        3.2.1 主要实验仪器
        3.2.2 主要实验试剂
        3.2.3 实验菌株及质粒
        3.2.4 本章所用抗生素、培养基及缓冲液
    3.3 实验方法
        3.3.1 分子实验的操作步骤
        3.3.2 敲除突变菌株的构建
        3.3.3 基因过表达菌株的构建
        3.3.4 ABE发酵
        3.3.5 菌体生长测定
        3.3.6 液相色谱仪测定葡萄糖和有机酸的含量
        3.3.7 气相色谱仪测定溶剂的含量
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 编码丝氨酸/苏氨酸激酶基因的敲除菌株验证
        3.4.2 编码丝氨酸/苏氨酸激酶基因的过表达菌株验证
        3.4.3 编码丝氨酸/苏氨酸激酶基因敲除菌株的ABE发酵结果
        3.4.4 编码丝氨酸/苏氨酸激酶基因过表达菌株的ABE发酵结果
    3.5 本章小结
4 丙酮丁醇梭菌编码细胞分裂蛋白基因的敲除、ABE发酵及透射电镜分析
    4.1 引言
    4.2 实验材料
        4.2.1 主要实验仪器
        4.2.2 主要实验试剂
        4.2.3 实验菌株、质粒、缓冲液和培养基
    4.3 实验方法
        4.3.1 敲除突变菌株的构建
        4.3.2 ABE发酵、发酵产物分析
        4.3.3 透射电镜分析
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 编码细胞分裂蛋白基因的敲除菌株验证
        4.4.2 编码细胞分裂蛋白基因敲除菌株的ABE发酵结果
        4.4.3 编码细胞分裂蛋白基因敲除菌株的透射电镜分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
附录 本论文中所有涉及的基因序列
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]激酶组学在原核生物中的研究进展[J]. 薛闯,张萌,陈丽杰.  微生物学杂志. 2017(05)
[2]石蜡半薄切片制作透射电镜的方法[J]. 曲淑贤,吕广艳,高船舟,魏晓晴,崔颖,高颖.  大连医科大学学报. 2009(04)



本文编号：3629644