GPI锚定蛋白Gcw13p对毕赤酵母甲醇碳源利用及生长影响的机制
发布时间：2021-08-29 12:41
甲醇营养型酵母毕赤酵母是少数能够利用甲醇作为唯一能量和碳源的酵母物种之一,被广泛用作工业生产一系列有价值蛋白质的异源表达平台。此外,毕赤酵母组氨酸营养缺陷突变株GS115是研究甲醇代谢调控、过氧化物酶体增殖/自噬等机理的常用菌株。大量的研究表明毕赤酵母GS115在甲醇碳源的培养基中生长缓慢,本实验室的前期研究发现敲除GPI锚定蛋白Gcw13p等5个GPI锚定蛋白可提高毕赤酵母在甲醇条件下的生长速度。我们通过回补试验发现仅Gcw13p的敲除株在回补Gcw13p后生长表型则回复到原来的水平,表明Gcw13p与毕赤酵母在甲醇条件下的生长缓慢有关。在此基础上,本研究以Gcw13p为研究对象,通过对Gcw13p的结构特征分析、以及Gcw13p对毕赤酵母甲醇条件下生长表型及表达谱差异分析,从甲醇代谢、氨基酸代谢和细胞自噬等角度,解释了Gcw13p缺失引起毕赤酵母GS115在甲醇为碳源的培养基中生长速度加快的分子机制,主要研究结果如下:（1）通过对gcw13Δ菌株及GCW13原位回补株的对照分析,确证Gcw13p缺失与甲醇生长表型改变之间的联系;对Gcw13p结构和性质的分析,发现Gcw13p主要分...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
巴斯德毕赤酵母甲醇利用途径[8]
华南理工大学博士学位论文4因的表达中起关键作用，如Mxr1p、Mit1、Trm1p、ROP等，它们对MUT基因的调控作用如图1-2所示。图1-2MUT基因的转录调控网络Fig.1-2TranscriptionalregulationofMUTgens转录因子Mxr1p（methanolexpressionregulator1）的被鉴定为AOX1的以及MUT途径的其他基因主要调控因子，其功能缺失的毕赤酵母突变株不能利用甲醇作为唯一碳源，并且MUT途径的AOX和DAS不能被甲醇诱导表达，FLD1的表达也显著下调[18]。Mxr1p特异性结合含有5"CYCCNY3"基序的启动子序列，研究发现在AOX1启动子中鉴定出至少6个Mxr1p反应元件（MXRE）[18,19]。Mxr1p属于激活型的转录因子，与启动子区域的MXRE结合可激活下游基因的转录。Mxr1p本身组成型低表达，表达不受碳源影响，但其分布与碳源有关：存在葡萄糖或甘油时，Mxr1p分布于细胞质中；当有且仅有甲醇作为碳源时，Mxr1p向细胞核转移并结合到MUT基因的启动子上，激活MUT基因的转录[20]。Mit1（methanol-inducedtranscriptionfactor1）和Mxr1p同为激活型的转录因子，敲除其编码基因MIT1，AOX和DAS则不能被甲醇诱导表达[21]。与Mxr1p不同的是，在甘油或葡萄糖存在的情况下Mit1有本底表达，但当以甲醇为唯一碳源时，Mit1被强烈诱导表达，此外，Mit1的分布不受碳源种类的影响[21]。Trm1（transcriptionalregulation
华南理工大学博士学位论文10GPI锚定蛋白Ecm33被证明参与酵母中营养响应的TORC1信号传导[60]。即使存在细胞外高葡萄糖浓度，Ecm33的缺失也会引发一系列饥饿应答的途径，导致细胞增殖延迟，ATP减少和自噬发生[60]。1.3毕赤酵母GPI锚定蛋白研究现状1.3.1GPI锚定蛋白的结构及其生物合成GPI锚定蛋白是指被糖基磷脂酰肌醇修饰的蛋白质。糖基磷脂酰肌醇（GPI）是许多细胞表面蛋白的脂质锚。GPI锚的蛋白翻译后修饰在真核生物中普遍存在，在一些古细菌中也有发现，但不在真细菌中使用。GPI锚定蛋白是原生动物中细胞表面蛋白的主要形式。在真菌中，许多GPI锚定的蛋白质最终掺入细胞壁中。在人类细胞中，至少有150种GPI锚定蛋白，它们可以作为受体、粘附分子、酶、转胞吞受体和转运蛋白以及蛋白酶抑制剂发挥各种作用[61]。图1-3GPI锚定蛋白的结构示意图[62]Fig.1-3StructurefoGPIGPI-anchoredprotein[62]GPI锚定蛋白由蛋白质及GPI锚两部分构成（图1-3），GPI锚则由乙醇胺磷酸、核心聚糖、磷脂以及核心聚糖上修饰的糖基侧链构成。GPI锚定蛋白的C末端通过乙醇胺
【参考文献】：
博士论文
[1]毕赤酵母GPI型蛋白缺失菌株文库的构建及其性能分析[D]. 王盼.华南理工大学 2018
[2]毕赤酵母GPI型细胞壁蛋白基因的挖掘及功能研究[D]. 张莉.华南理工大学 2014
硕士论文
[1]表面展示外源蛋白的毕赤酵母细胞壁蛋白抽提及分析[D]. 周新莹.华南理工大学 2012
本文编号：3370676
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
巴斯德毕赤酵母甲醇利用途径[8]
华南理工大学博士学位论文4因的表达中起关键作用，如Mxr1p、Mit1、Trm1p、ROP等，它们对MUT基因的调控作用如图1-2所示。图1-2MUT基因的转录调控网络Fig.1-2TranscriptionalregulationofMUTgens转录因子Mxr1p（methanolexpressionregulator1）的被鉴定为AOX1的以及MUT途径的其他基因主要调控因子，其功能缺失的毕赤酵母突变株不能利用甲醇作为唯一碳源，并且MUT途径的AOX和DAS不能被甲醇诱导表达，FLD1的表达也显著下调[18]。Mxr1p特异性结合含有5"CYCCNY3"基序的启动子序列，研究发现在AOX1启动子中鉴定出至少6个Mxr1p反应元件（MXRE）[18,19]。Mxr1p属于激活型的转录因子，与启动子区域的MXRE结合可激活下游基因的转录。Mxr1p本身组成型低表达，表达不受碳源影响，但其分布与碳源有关：存在葡萄糖或甘油时，Mxr1p分布于细胞质中；当有且仅有甲醇作为碳源时，Mxr1p向细胞核转移并结合到MUT基因的启动子上，激活MUT基因的转录[20]。Mit1（methanol-inducedtranscriptionfactor1）和Mxr1p同为激活型的转录因子，敲除其编码基因MIT1，AOX和DAS则不能被甲醇诱导表达[21]。与Mxr1p不同的是，在甘油或葡萄糖存在的情况下Mit1有本底表达，但当以甲醇为唯一碳源时，Mit1被强烈诱导表达，此外，Mit1的分布不受碳源种类的影响[21]。Trm1（transcriptionalregulation
华南理工大学博士学位论文10GPI锚定蛋白Ecm33被证明参与酵母中营养响应的TORC1信号传导[60]。即使存在细胞外高葡萄糖浓度，Ecm33的缺失也会引发一系列饥饿应答的途径，导致细胞增殖延迟，ATP减少和自噬发生[60]。1.3毕赤酵母GPI锚定蛋白研究现状1.3.1GPI锚定蛋白的结构及其生物合成GPI锚定蛋白是指被糖基磷脂酰肌醇修饰的蛋白质。糖基磷脂酰肌醇（GPI）是许多细胞表面蛋白的脂质锚。GPI锚的蛋白翻译后修饰在真核生物中普遍存在，在一些古细菌中也有发现，但不在真细菌中使用。GPI锚定蛋白是原生动物中细胞表面蛋白的主要形式。在真菌中，许多GPI锚定的蛋白质最终掺入细胞壁中。在人类细胞中，至少有150种GPI锚定蛋白，它们可以作为受体、粘附分子、酶、转胞吞受体和转运蛋白以及蛋白酶抑制剂发挥各种作用[61]。图1-3GPI锚定蛋白的结构示意图[62]Fig.1-3StructurefoGPIGPI-anchoredprotein[62]GPI锚定蛋白由蛋白质及GPI锚两部分构成（图1-3），GPI锚则由乙醇胺磷酸、核心聚糖、磷脂以及核心聚糖上修饰的糖基侧链构成。GPI锚定蛋白的C末端通过乙醇胺
【参考文献】：
博士论文
[1]毕赤酵母GPI型蛋白缺失菌株文库的构建及其性能分析[D]. 王盼.华南理工大学 2018
[2]毕赤酵母GPI型细胞壁蛋白基因的挖掘及功能研究[D]. 张莉.华南理工大学 2014
硕士论文
[1]表面展示外源蛋白的毕赤酵母细胞壁蛋白抽提及分析[D]. 周新莹.华南理工大学 2012
本文编号：3370676
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3370676.html
教材专著
