粗糙脈孢菌木糖代謝途徑中關(guān)鍵基因的功能研究.pdf

1、生物燃料因能減少對(duì)石油的依賴(lài)性及對(duì)環(huán)境的影響,使得其成為理想的石油替代能源。作為在自然界中的含量?jī)H次于葡萄糖的第二豐富的單糖,D-木糖是一種用以生產(chǎn)生物乙醇的潛在的生物能源。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),木糖向乙醇的轉(zhuǎn)變受到了廣泛關(guān)注。粗糙脈孢菌(Neurospora crassa),一種模式絲狀真菌,因其具有XR-XDH途徑而能快速的代謝木糖?；蚪M注釋預(yù)測(cè)在N.crassa中存在著NCU00838編碼的木糖異構(gòu)酶樣蛋白(NcXIL)。當(dāng)用木糖誘

2、導(dǎo)△xr時(shí),NcXIL的RNA水平要比野生型的高很多,意味著當(dāng)XR-XDH途徑被阻斷時(shí),NcXIL的RNA水平增加。我們猜測(cè)如果在N.crassa中存在著XI途徑,則△xr能在木糖作為唯一碳源的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。然而,我們的實(shí)驗(yàn)表明在N.crassa中,NcXIL并不直接參與木糖的利用。
　　我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)在酵母W303中異源表達(dá)NcXIL時(shí),雖然我們能檢測(cè)到其轉(zhuǎn)錄和蛋白水平的表達(dá),但重組酵母并不能利用木糖生長(zhǎng)或代謝。即使利用葡萄糖和木

3、糖的混合糖培養(yǎng)重組酵母,當(dāng)葡萄糖耗盡時(shí),其仍不能利用木糖生長(zhǎng)。根據(jù)Piromycessp.E2來(lái)源的XI的方法,我們將NcXIL的氨基酸分別延長(zhǎng)了4個(gè)和20個(gè),得到兩種突變蛋白:4NcXIL和20NcXIL。但不管是表達(dá)4NcXIL的酵母還是表達(dá)20NcXIL的酵母,均不能利用木糖生長(zhǎng)。
　　另一方面,我們利用DNAassembler方法在W303中構(gòu)建了NcXR-NcXDH途徑,得酵母S3。來(lái)自于S.cerevisiae和N.c

4、rassa的木酮糖激酶(ScXK及NcXK)也分別在酵母S3中表達(dá),得酵母S1和S2。生長(zhǎng)曲線(xiàn)表明,當(dāng)他們分別在木糖作為碳源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí),S1進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期要比S2早36h。而且,相對(duì)于S1和S2,S3的生長(zhǎng)速率要低很多,說(shuō)明XK在木糖利用過(guò)程中有著重要的作用。
　　總之,對(duì)于NcXIL,盡管它應(yīng)答于木糖誘導(dǎo),但它并不直接參與木糖的利用。異源表達(dá)NcXIL的酵母并不能利用木糖生長(zhǎng)。NcXIL的功能仍舊是未知的。另外,在利用木糖