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Thermoactinospora rubraYIM 77501T不同温度下利用纤维素作为碳源的策略

尹以瑞  李文均  
【摘要】:温度作为一个重要的环境因子,对于微生物的生命过程中的酶促反应有重要影响,然而,微生物在不同温度下水解纤维素作为碳源的策略,至今仍不清楚。Thermoactinospora rubra YIM 77501T是一株来源于云南腾冲火山沙土样品中的好氧、革兰氏阳性、产孢及具有纤维素降解能力的耐热放线菌,其基因组中有27个潜在纤维素酶基因,分属于六个糖苷水解酶家族。为理解菌株T.rubra YIM 77501~T在不同温度下水解纤维素作为碳源的策略,将该菌株接种于含有纤维素底物(CMC)和不含纤维素(用葡萄糖替代)的培养基中分别在30℃、40℃和50℃下进行培养,并对不同条件下收获菌体的转录组进行测序。通过转录数据组分析显示,四个纤维素酶基因(TrBG2,TrBG3,TrBG4和ThrCel6B)在30℃、40℃和50℃下均上调表达,而且表达量上50℃30℃40℃。一个纤维素酶基因(TrBG1)仅在30℃表现出上调表达,两个纤维素酶基因(TrBG5和ThrCel6A)仅在50℃表现出上调表达。这些上调的纤维素酶基因在大肠杆菌中进行克隆和异源表达,它们的酶学性质对不同温度的响应进行测定。酶学实验表明,高温下(50℃)特异性上调表达的纤维素酶ThrCel6A表现出高温耐受性。这种表达模式揭示,T.rubra在不同温度下使用混合策略水解纤维素获取碳源,且表现出对温度的适应性。本研究提供的基因组学、转录组学和酶学实验的数据对于我们理解微生物如何应对环境变化及对于需提高纤维素降解率的动物饲养和生物能源等领域也有借鉴。

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