地衣芽孢杆菌中木糖操纵子受葡萄糖胁迫的转录调控特性

木糖操纵子是芽孢杆菌中常用的表达元件,但目前对其认识只停留在静态机理层面,关于其在发酵过程中转录调控特性的研究还鲜见报道.利用qPCR技术探究在葡萄糖胁迫下地衣芽孢杆菌木糖诱导的木糖异构酶基因在发酵过程中的转录水平,考察菌体的生长状态,并通过二硝基水杨酸(DNS)法及高效液相色谱(High performance liquid chromatography,HPLC)法测定发酵过程中糖浓度变化.结果显示:在实验所设置的地衣芽孢杆菌代谢相对稳定的条件下,地衣芽孢杆菌木糖启动子转录强度在稳定期以前均呈增加的趋势,在对数生长末期或稳定前期转录强度最高,约是7 h时的14倍,随后呈下降趋势;进一步研究发现20-180 g/L葡萄糖浓度均对其表现为抑制,且抑制程度一致,当葡萄糖含量极少或者没有而木糖存在的情况下,启动子转录强度极高.本研究表明以地衣芽孢杆菌为宿主的木糖诱导系统在菌体对数生长末期诱导效果最佳;当环境中葡萄糖含量极少或者没有而木糖存在的情况下,更有利于启动子表达;结果对利用木糖诱导型重组地衣芽孢杆菌诱导发酵有一定的启示与指导意义.

转录因子MtlR介导嗜热厌氧杆菌SCUT27木糖代谢途径的激活

[目的]探究嗜热厌氧杆菌Thermoanaerobacterium aotearoense SCUT27(SCUT27)木糖代谢途径的调控机制,强化葡萄糖和木糖共利用。[方法]通过q PCR、RT-PCR对木糖代谢相关基因xyl A、xyl B和xyl T的共转录及功能进行验证,然后利用基因敲除技术构建rok、lac I和mtlR的敲除菌,以探究其对木糖代谢的调控,最后构建mtlR的过表达菌株,强化葡萄糖和木糖的共利用。[结果]RT-PCR结果显示xyl A、xyl B和xyl T共转录;敲除xyl AB后,木糖利用能力下降83.72%;当敲除rok和lac I后,木糖利用能力变化不显著;敲除mtlR后,木糖利用能力下降67.56%,xyl AB和xyl T的转录水平分别下降约39.67%和86.93%。过表达mtlR后,xyl AB的转录水平提高约44.75%,木糖利用能力提高25.71%。[结论]转录因子MtlR是SCUT27木糖代谢的正调控因子,过表达mtlR可强化SCUT27的葡萄糖和木糖共利用。