苏云金芽胞杆菌转录调控因子CodY的调控研究

【摘要】苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt),是一类产杀虫晶体蛋白的革兰氏阳性菌,可用于防治鳞翅目、双翅目、鞘翅目、膜翅目、线虫等多种害虫。全局性调控因子CodY广泛存在于低GC含量的革兰氏阳性菌中,可以调控稳定期早期基因及芽胞形成相关基因的表达。本研究在BMB171codY-cry1Ac和BMB171crylAc的比较蛋白质组质谱鉴定结果及CodY体外结合靶基因筛选结果的前期基础上,进行数据分析,选出重要的功能基因进行荧光定量PCR、细菌单杂交及凝胶迁移率实验验证及功能分析,详细并深入分析了CodY在苏云金芽胞杆菌中的重要调控作用,为伴胞晶体蛋白的高效稳定表达提供重要理论依据,对其他病原微生物中CodY的全面深入的研究和调控网络的构建提供理论基础。1.根据BMB171codYcry1Ac和BMB171crylAc的生长、表型、PHB等的分析,结合两株菌的双向电泳质谱鉴定结果,选取了与芽胞形成相关的基因cotN;PHB合成相关的phap,crt,gabT,acsA;蛋白酶相关基因calY,hslV,nprB进行转录水平的荧光定量PCR验证。结果表明转录水平的变化与蛋白水平大致相符。2.根据BMB171codY-cry1Ac和BMB171crylA质谱结果,进行分析,选取frr基因操纵子启动子区、codY操纵子启动子区、hslU内部结合序列、comER基因上游序列、phaP基因启动子区、ilv-leu操纵子启动子区与CodY蛋白进行互作验证,体内通过细菌单杂交实验进行验证,体外通过凝胶迁移率实验进行验证,确定受CodY直接调控的基因。综合分析研究发现,CodY可以调控苏云金芽胞杆菌生长分裂(DivIVA,MreB),芽胞(CotN)及晶体蛋白的形成,同时影响菌体内PHB的代谢(Crt,PhaP,GabT),抑制支链氨基酸的合成,首次在细菌中发现核糖体再循环因子FRR受CodY的直接调控。3.根据CodY体外结合靶基因筛选结果,利用生物信息学技术分析靶基因的保守序列,并对重要的蛋白进行功能分析。研究发现CodY可以调控代谢相关酶,寡肽通透酶OppA,重组酶RecA及双组份LytSR和VanSR,氨基肽酶等多种重要的功能蛋白。根据以上结果综合分析,发现CodY在苏云金芽胞杆菌中主要进行直接或间接的代谢调控,影响菌体内的碳代谢、氮代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢、能量代谢等。此外,还参与调控生长、芽胞形成、蛋白酶、寡肽转运相关、双组份信号传导、感受性等菌体的重要过程。
【作者】齐明霞；
【导师】李明顺；
【作者基本信息】华中农业大学，微生物学，2014，硕士
【关键词】苏云金芽胞杆菌；CodY；芽胞形成；转录调控；细菌单杂交；EMSA；

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