导读:本文包含了草酸青霉论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:草酸青霉,无筛选标记系统,膜转运蛋白,纤维素酶
草酸青霉论文文献综述
苏丹[1]（2019）在《影响草酸青霉纤维素酶合成的膜蛋白鉴定及其功能研究》一文中研究指出草酸青霉(Penicillium oxalicum)分泌的纤维素酶组分比里氏木霉(Trichoderma reesei)的更丰富、合理,β-葡萄糖苷酶酶活力更高,已成为生物炼制的研究热点。草酸青霉菌株HP7-1是本实验从原始森林筛选出的一株能高效降解木质纤维素的丝状真菌。对P.oxalicum HP7-1基因组和转录组测定已完成,其纤维素酶表达调控的机理也得到了一定的揭示。纤维素酶的产生涉及到纤维素的诱导、基因表达调控、纤维素酶的合成、转运和分泌等诸多方面。转运蛋白在运送可溶性糖进入细胞及形成纤维素诱导信号过程中起到关键作用。对于木质纤维素降解真菌而言,糖分子本身既是碳源,又是重要的信号分子,与木质纤维素降解酶的诱导表达息息相关。因此,与纤维素酶合成相关的膜蛋白特别是糖转运蛋白的研究对进一步认识纤维素的降解利用具有重要意义。本课题首先构建了草酸青霉可重复利用筛选标记PyrG转化系统,解决转化系统筛选标记不足的问题,利于对草酸青霉进行基因敲除和遗传改造。首先,以PyrG缺失菌株△ku70△PyrG-K(以kan为筛选标记敲除了PyrG 基因)为宿主菌,构建kan删除盒(5kan-T-PyrG-T-3kan),筛选标记PyrG两侧加入相同的一段终止子序列TT便于后继自我剪切。然后,将kan删除盒转化△ku70△PyrG-K,依次用m-met基本培养基、添加5'-氟乳清酸(5'-FOA)和尿嘧啶的PDA培养基分别筛选PyrG标记及其自我剪切,最后获得PopyrG基因敲除且无筛选标记kan的突变株△ku70△PyrG。成功构建以△Ku70△PyrG为出发菌株,PyrG为筛选标记的可重复利用遗传转化系统。通过分析P.oxalicum纤维素酶高产菌或条件(HP)与低产菌或条件(LP)的差异转录组,挑选出转录水平有显着差异(Fold Change>2.0,P-value与FDR值均≤0.05)的3个膜蛋白基因:纤维寡糖转运蛋白编码基因CDT-C(POX06051)、葡萄糖/半乳糖转运蛋白编码基因(POX06641)、细胞壁疏水蛋白编码基因Rod△(POX011764)和1个假定氨基脱氧分支酸合成酶(Salicylate synthase)编码基因(POX07269)为候选基因。首先,分别构建4个候选基因敲除突变株△POX06051、△POX01764、△POX06641、△AOX07269。测定在麦麸+Avicel诱导培养条件下△POX06051、△POX011764、△POX06641、△POX07269和△ku70分泌蛋白的量,发现敲除了POX06051、POX01764、POX06641、POX07269与△ku70相比没有明显的差异。在麦麸 Aicel 培养条件下,△POX06051、△POX01764、△FOX06641、△POX07269和△ku70相比β-葡萄糖苷酶活力均上升,其中突变菌株△POX01764酶活力与△ku70相比上升了 138%。△POX069051、△POX01764、△POX06641、△POX07269木聚糖酶活力与△ku70相比均下降,其中突变菌株△POX06051木聚糖酶活力下降了 74.5%。在淀粉培养条件下,突变菌株△POX06051生木薯淀粉酶活力和可溶性淀粉酶活力与△ku70相比分别下降了59.7%和64.5%。说明膜蛋白参与了纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶分泌的过程。本课题为改造膜蛋白提高草酸青霉菌分泌蛋白产量提供了理论指导。(本文来源于《广西大学》期刊2019-06-01）
蔡秋铭[2]（2019）在《芒草与水稻木质纤维诱导草酸青霉产酶效率研究》一文中研究指出纤维素酶被认为是世界市场需求量第叁大的酶产品。农业废弃物秸秆不仅可以生产纤维乙醇,同时也能够诱导真菌分泌纤维素酶,降低纤维素酶的成本,实现秸秆的综合利用。本研究选用细胞壁结构有明显差异的芒草(Msi62,Msa05)和水稻(NPB,Osfc16)秸秆材料、以及商业微晶纤维素对照材料作为碳源,诱导草酸青霉114-2分泌纤维素酶,通过酶解20份结构特异的木质纤维原材料,测定其酶解效率,并与叁种商业纤维素酶比较,初步探讨草酸青霉产酶的机理。此外,利用24份水稻材料作为碳源来诱导草酸青霉分泌纤维素酶,并用一组芒草材料作为酶解底物进行筛选。挑选出酶解效率高、中、低,以及最高比活的7份具有代表性材料,研究水稻细胞壁结构对草酸青霉114-2分泌纤维素酶的酶活和酶解效率的影响,主要结果如下:1.20份木质纤维原材料中最容易被降解的材料为水稻Osfc16,0.5%Na OH预处理下,其纤维素可以完全降解产糖。相比之下,最难降解的尾叶桉和小叶杨材料,在1%Na OH+0.8%Tween-80处理下,其降解产糖效率仅有18%和19%。2.20份木质纤维原材料经0.5%Na OH预处理,芒草Msi62诱导酶液和商业酶CTec2的纤维素酶解平均效率最高,分别为50%和49%;1%Na OH+0.8%Tween-80处理时,商业酶CTec2的纤维素酶解平均效率为72%,而水稻Osfc16诱导酶,其纤维素平均酶解效率为58%。3.比较关联两组分泌纤维素酶的酶解效率,发现Osfc16>NPB、Msi62>Msa05,初步说明细胞壁结构中碱不溶半纤维素单糖Xyl/Ara的比例可能是影响草酸青霉分泌纤维素酶的酶解效率的关键因子。4.24份水稻初步筛选结果得出比活力最高材料为H65,比活力可达102.70 FPU/m L,酶解效率最高的材料为9311和H51,诱导酶液的纤维素酶解效率分别为47%、45%。H37诱导酶液的纤维素酶解效率最低,仅为31%。5.7份代表性材料细胞壁结构与诱导酶液的酶活、木质纤维酶解效率的相关性分析得出,水稻纤维素含量与草酸青霉分泌的纤维素酶的滤纸酶活呈负相关,半纤维素与诱导酶液的蛋白含量极显着正相关,半纤维素单糖的Xyl/Ara与诱导酶液的比活力负相关。此外,上述关联性与木质纤维在不同预处理下酶解产糖效率关联性一致。(本文来源于《华中农业大学》期刊2019-06-01）
王亚南[3]（2019）在《β-葡萄糖苷酶的异源表达以及CRISPR-Cas9系统在草酸青霉中的应用》一文中研究指出随着石化燃料消耗速率的不断增加,环境和资源危机日益加剧。因此,迫切需求生物乙醇、生物柴油和生物氢等替代型能源。植物来源的生物质是地球上最为丰富的可再生资源。利用植物生物质原料向生物燃料和化学品的高效转化可以有效地缓解能源和环境危机。丝状真菌可高效地表达木质纤维素酶,降解植物生物质,对自然界的碳循环发挥着重要的作用。目前,在丝状真菌中,木质纤维素酶系的低水解效率导致的酶使用高成本是木质纤维素生物质经济转化中的主要瓶颈。丝状真菌木质纤维素降解酶系由多种水解酶组成,主要包括外切纤维素酶、内切纤维素酶和β-葡萄糖苷酶。β-葡萄糖苷酶是纤维素酶系中重要的组分之一,其主要作用是将纤维寡糖或纤维二糖水解为葡萄糖,对纤维素的降解有重要作用,但其含量占整个酶系的比重相对较低,成为限制纤维素酶高效转化生物质资源的重要因素。因此,以木质纤维素酶高产菌株草酸青霉(Penicillium oxalicum)为靶点,重构纤维素酶系的表达调控,构建产β-葡萄糖苷酶高性能菌株,对增强纤维素酶在生物质资源的高效转化应用方面具有重要意义。本论文主要研究成果如下:1.黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因在草酸青霉中的异源表达前期研究中,构建了一株纤维素酶高产菌株草酸青霉PT3-1,其纤维素酶表达水平相比出发菌株有大幅度提高,但β-葡萄糖苷酶的表达量相对较低。因此,设想在草酸青霉中异源表达其它丝状真菌来源的β-葡萄糖苷酶的方式来解决这一问题。已有研究结果发现,来源于黑曲霉的β-葡萄糖苷酶具有较高的比活力,且葡萄糖耐受性较高,这将利于提高对纤维素的降解效率。本实验中,我们构建了叁种β-葡萄糖苷酶(来源于黑曲霉)的过表达盒,分别以草酸青霉的bgl2启动子、cbh1启动子和PDE_02864基因启动子作为黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因异源表达盒的启动子。将以上叁种表达盒在高产纤维素酶菌株PT3-1中进行表达,得到了一株高产β-葡萄糖苷酶菌株C3-1。C3-1突变株在发酵120 h后β-葡萄糖苷酶活力达到172.6 U/mL,分别比野生菌株114-2和出发菌株PT 3-1提高了244倍和156倍;滤纸酶活为3.2 U/mL,分别比野生菌株114-2和出发菌株PT 3-1提高了7倍和1.5倍。得到一株高滤纸酶活菌株CD46-1,在发酵144 h的滤纸酶活最高为3.43 U/mL,分别是野生菌株114-2和出发菌株PT 3-1的7.5倍和1.6倍,其胞外蛋白也明显增多。2.优化β-rec/six重组系统构建高产β-葡萄糖苷酶菌株在前期研究结果中,已经在草酸青霉中建立了β-rec/six位点的遗传筛选标记循环利用系统。但利用该系统去除筛选标记后,β-丝氨酸重组酶基因仍留存在染色体上,这可能会对染色体上其他位点产生不利影响。通过查阅文献,对β-rec/six重组系统进行了优化,构建了在转化子基因组中无Rec重组酶痕迹的重组系统。在利用该系统去除筛选标记的同时,β-丝氨酸重组酶基因也被切除,避免了因β-丝氨酸重组酶基因的持续表达产生的不利影响。该系统可用于后续β-葡萄糖苷酶高产菌株的构建。3.CRISPR-Cas9系统在草酸青霉中的应用CRISPR-Cas9系统是一种强大的基因编辑方法,目前已广泛应用于丝状真菌中。然而,在草酸青霉中尚未报道关于该基因编辑系统的应用。本章研究中,在草酸青霉中尝试表达携带Cas9蛋白基因的质粒,并筛选了多种用于体内转录sgRNA的RNA聚合酶III型(Pol III)的启动子,构建了多种不同的sgRNA表达盒,初步探究了CRISPR-Cas9基因编辑系统草酸青霉中的应用。(本文来源于《齐鲁工业大学》期刊2019-05-28）
廖续中,熊亚茹,王九祥,赵帅,冯家勋[4]（2019）在《草酸青霉纤维素酶基因和木聚糖酶基因的调控基因POX05145的鉴定》一文中研究指出草酸青霉能产生完整的纤维素酶和木聚糖酶酶系,其纤维素酶基因的表达主要受转录因子的调控。前期工作中,通过对草酸青霉菌株HP7-1在不同碳源培养基培养条件下转录组的比较分析,获得了调控纤维素酶和木聚糖酶产量的候选调控基因集。本研究以草酸青霉ΔPoxKu70为出发菌株,通过同源重组法,构建并获得了其中一个候选调控基因POX05145的缺失突变株ΔPOX05145。在微结晶纤维素Avicel诱导培养条件下,与出发菌株ΔPoxKu70相比,ΔPOX05145的纤维素酶产量和木聚糖酶产量发生了显着改变。其中,在诱导第2天时,ΔPOX05145对硝基苯-β-D-纤维二糖苷酶产量和木聚糖酶产量分别上升43.4%和164.7%,对硝基苯-β-D-半乳糖吡喃葡萄糖苷酶产量下降92.8%,但是,滤纸酶产量和羧甲基纤维素酶产量没有显着变化。然而,在诱导第4天时,所有纤维素酶产量和木聚糖酶产量上升100.4%～294.0%。实时荧光定量PCR检测表明POX05145在不同的时间不同程度的调控主要的纤维素酶基因和木聚糖酶基因的表达。序列分析表明POX05145含有一个GAL4类锌指结构的DNA结合功能域和一个保守的真菌特有的转录因子结构域(Fungal_TF_MHR)。(本文来源于《基因组学与应用生物学》期刊2019年05期）
李亚楠[5]（2019）在《组蛋白甲基转移酶参与草酸青霉糖苷水解酶合成调控的研究》一文中研究指出木质纤维素的微生物酶水解是全球碳循环和生物质利用的关键步骤。丝状真菌中纤维素降解酶的合成受到转录水平的严格调控。组蛋白甲基化修饰是染色质调控的重要形式,是真核细胞基因转录调控的关键因素。探索组蛋白修饰在纤维素降解真菌中的生物学功能,将有助于发掘影响纤维素酶合成的新的关键调控因子,全面地阐明纤维素酶合成的调控网络,为构建高产纤维素酶菌株提供遗传改造的合理靶点。本论文以重要的纤维素酶生产真菌草酸青霉为研究对象,通过表观遗传学的研究方法,聚焦于几种典型的组蛋白甲基转移酶的生物学功能研究,确认草酸青霉纤维素酶产生与组蛋白甲基化修饰之间的关联,并对组蛋白甲基化调控糖苷水解酶基因表达的机制进行了探究。本论文的主要研究结果如下:1.组蛋白甲基转移酶LaeA在草酸青霉纤维素酶和β-木糖苷酶合成中具有相反的调控功能。通过比较四株突变株ΔlaeA(laeA敲除菌株)、OEclrBΔlaeA(clrB过表达laeA敲除菌株)、OExlnRΔlaeA(xlnR过表达laeA敲除菌株)和ΔcreAΔlaeA(creA和laeA双敲除菌株)与各自的出发菌株WT(野生型)、OEclrB(clrB过表达菌株)、OExlnR(xlnR过表达菌株)和ΔcreA(creA敲除菌株)中的糖苷水解酶的组成和基因表达的差异,发现LaeA的缺失引起糖苷水解酶基因表达的广泛下调。在LaeA缺失的背景下,分泌组鉴定中含量最高的前10个糖苷水解酶的编码基因(amy15A、amy13A、cel7A/cbh1、cel61A、chil 8A、cel3A/bgl1、xyn10A、cel7B/eg1、cel5B/eg2和cel6A/cbh2)的表达显着下调。转录激活因子ClrB和XlnR的过表达并不能挽救由于LaeA缺失所造成的纤维素酶基因表达和纤维素酶合成的损伤,表明LaeA对于受ClrB和XlnR激活的纤维素酶基因表达是必需的。虽然大部分糖苷水解酶的合成受LaeA正向调控,但是胞外β-木糖苷酶的合成受LaeA负调控。与野生型菌株相比,OExlnRΔlaeA的胞外β-木糖苷酶活性提高5.8倍,最主要的β-木糖苷酶编码基因xyl3A的表达被显着激活。LaeA缺失和转录因子XlnR激活的累加效应是β-木糖苷酶高水平合成的根本原因。2.H3K79位点的组蛋白甲基转移酶PoDot1是草酸青霉无性发育和糖苷水解酶合成的正调控因子。鉴定了草酸青霉中以组蛋白H3第79位赖氨酸位点(H3K79)为靶点的组蛋白甲基转移酶PoDot1,并明确了其在无性孢子发育、营养生长和糖苷水解酶合成中的关键作用。PoDot1通过控制无性发育中关键因子的转录影响孢子发生:Podot1的缺失引起无性发育相关的3个关键调节因子brlA、stuA和flbC的转录水平下调,导致分生孢子的数量减少和孢子发生起始的延迟。PoDot1通过干扰隔膜和分支形成影响菌丝形态:Podot1的缺失引起5个隔膜蛋白编码基因aspA、aspB、aspC、aspD和aspE的表达一致下调,菌丝内的隔膜间距增大,菌丝分支减少。PoDot1调控主要胞外糖苷水解酶基因的表达:PoDot1的缺失导致糖苷水解酶基因的转录下调,胞外淀粉酶和主要纤维素酶的合成减少。推测PoDot1通过影响关键转录因子的表达和H3K79位点的甲基化修饰调控草酸青霉糖苷水解酶的合成:ΔPodot1菌株中,creA的表达上调可能促进纤维素酶的合成减少,amyR的表达下调促进淀粉酶的合成减少;通过Western blot和ChIP-qPCR对细胞内整体组蛋白和特定基因位点组蛋白的甲基化修饰的检测发现,H3K79me2的减少是造成糖苷水解酶的合成缺陷的关键因素。3.H3K36位点的组蛋白甲基转移酶PoSet2是草酸青霉糖苷水解酶合成的负调控因子。确认了纤维素酶合成与组蛋白H3K4和H3K36位点甲基化修饰的关联性:纤维素酶基因的诱导表达伴随着H3K4甲基化的增强和H3K36甲基化的减弱,推测H3K4甲基化是纤维素酶基因表达的激活标记,H3K36甲基化是纤维素酶基因表达的抑制性标记。鉴定了酿酒酵母的H3K36位点的组蛋白甲基转移酶Set2在草酸青霉中的同源蛋白——PoSet2,研究了 PoSet2在草酸青霉中的生物学功能。PoSet2的缺失导致菌株无性发育的延迟,引起纤维素降解酶编码基因转录的广泛激活和纤维素降解酶合成的上调。通过RT-qPCR、Western blot和ChIP-qPCR等试验研究发现,PoSet2缺失菌株中纤维素降解酶基因的激活不是由转录因子ClrB、XlnR、AmyR或CreA介导,而是伴随重要的纤维素降解酶编码基因位点组蛋白的H3K4me3的增强和H3K36甲基化修饰的减弱,推测PoSet2缺失间接影响了COMPASS复合物对H3K4位点的甲基化修饰。结果表明,PoSet2是纤维素降解酶合成的负调控因子,可作为遗传改造以提高纤维素降解酶合成的潜在靶标。4.草酸青霉中H3K4位点的甲基化由组蛋白甲基转移酶PoSet1和PoAsh1共同负责,二者具有功能上的分化。鉴定了草酸青霉中负责H3K4位点甲基化的两个组蛋白甲基转移酶PoSet1和PoAsh1,发现它们在功能上的分化:PoSet1主要负责整体水平的H3K4me1和H3K4me2以及特定纤维素酶基因位点的H3K4me3,而PoAsh1主要负责H3K4me3。PoSet1的敲除导致无性孢子数量和纤维素酶分泌的显着减少。敲除株中纤维素酶活力的下降伴随全局水平H3K4me1和H3K4me2的减少;重要纤维素酶编码基因转录水平的显着下调伴随着基因特定区域H3K4me3的减少;串联亲和纯化-质谱(TAP-MS)的结果表明,PoSet1通过PoSet1、COMPASS的亚基、RNA PolⅡ的亚基以及通用转录因子之间的相互作用参与转录起始。确认由PoSet1介导的H3K4位点的甲基化修饰是纤维素酶合成激活的标记。PoAsh1并非无性孢子发生所必需,PoAsh1的敲除使孢子产量更加丰富;PoAsh1通过影响H3K4me3正向参与纤维素酶基因的表达调控:PoAsh1敲除株中H3K4me3水平的下调伴随着纤维素酶合成的轻微下调。因此,PoSet1和PoAsh1均为纤维素酶合成的正调控因子,但具有不同的影响力。5.PoSet2、PoSet1和PoAsh1通过影响H3K4和H3K36位点的甲基化修饰,协同调控草酸青霉纤维素降解酶基因的表达。发现PoSet2(H3K36)对纤维素酶的负调控效应依赖于PoSet1,但不依赖PoAsh1:ΔPoset2菌株中纤维素酶表达的激活效应和在ΔPoset1ΔPoset2菌株中被消除,并伴随着纤维素酶的合成被抑制和H3K4甲基化修饰的减少;ΔPoset2菌株中纤维素酶合成的上调效应在ΔPoset2APoash1菌株中未被消除,双敲除菌株中纤维素酶的合成能力为Poset2和Poash1分别单独敲除的效应的累加。H3K4和H3K36的甲基化之间存在串扰(crosstalk):PoSet2通过抑制PoSet1-H3K4me3通路抑制纤维素酶基因的转录。H3K4和H3K36甲基化的平衡是纤维素降解酶基因的正常转录所必需的。PoSet2、PoSet1和PoAsh1通过影响H3K4和H3K36位点的甲基化修饰,协同调控草酸青霉纤维素降解酶基因的表达。最终,我们建立了PoSet2、PoSet1和PoAsh1协同调控草酸青霉纤维素酶基因表达的机制模型:PoSet1是负责H3K4me1和H3K4me2的主要组蛋白甲基转移酶。PoSet1 通过与其他COMPASS亚基(即Swd1,Swd2,Swd3,Bre2,Sdc1,Spp1和Sgh1)、RNA PolⅡ和通用转录因子如TFIID的相互作用,偏向结合靶基因的核心启动子区。H3K4的甲基化是纤维素降解酶基因转录起始的活性标记。PoSet2是负责H3K36位点的甲基转移酶,协调编码区的转录延伸。H3K36的甲基化是纤维素降解酶基因转录的抑制标记。甲基化的H3K36招募抑制性的Rpd3S复合物,促进组蛋白尾部去乙酰化。PoSet2通过对COMPASS亚基的表达和功能的负调控效应来拮抗PoSet1-H3K4me3通路。H3K36和H3K4甲基化的平衡是纤维素降解酶基因的正常转录所必需的。PoAsh1是另一种针对H3K4位点的组蛋白甲基转移酶,主要负责H3K4me3。另外存在负责H3K36甲基化的其它甲基转移酶。当PoSet1和PoSe2缺失后,尽管H3K4和H3K36的甲基化仍可进行,但并不能激活转录。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-23）
夏呈强[6]（2019）在《转录激活因子XlnR及其同系物在草酸青霉中的功能研究与纤维素酶系高产菌株的构建》一文中研究指出丝状真菌由于能够分泌较完整的木质纤维素降解酶系,并且产酶水平比较高,因此广泛应用于工业纤维素酶的生产。构建具有高产酶能力的丝状真菌菌株是降低木质纤维素降解酶生产成本、推动纤维素乙醇等行业发展的重要途径。丝状真菌中木质纤维素降解酶的合成主要受转录因子的组合调控。根据转录因子对木质纤维素降解酶基因的激活或抑制功能,一般将其分为两类:第一类为转录激活因子,主要包括CLR-1、CLR-2/ClrB、XLR-1/Xyr1/XlnR、ACEⅡ、ACEⅢ、AraR/ARA1等;第二类为转录抑制因子,主要包括CRE1/CreA、ACEI、BglR等。目前,在草酸青霉中已经鉴定到的木质纤维素降解酶基因调控转录因子有CreA、ClrB、XlnR和AmyR等。其中,XlnR是调控木聚糖酶基因表达最重要的转录激活因子,并且参与部分纤维素酶基因的表达调控。在多数木质纤维素降解丝状真菌中都可以发现转录激活因子XlnR同系物的存在,该蛋白结构和功能相对比较保守,并且在半纤维素降解和木糖代谢过程中发挥至关重要的作用。在本论文中,我们研究了草酸青霉转录调控因子XlnR的结构域组成特征,并探究了异源XlnR同系物在草酸青霉中的调控特性。对XlnR及其同系物的研究有助于加深对不同物种间XlnR同系物功能保守性的认识,同时也有利于为菌株的理性改造与木质纤维素降解酶高产菌株的构建提供有效靶点。本论文的主要研究结果如下:1.草酸青霉XlnR功能结构域的研究借助于酵母报告基因检测系统,通过构建不同区域的XlnR序列与酵母转录因子Gal4 DNA结合域的融合蛋白,对草酸青霉XlnR的激活结构域进行鉴定,确定了第351-694位氨基酸序列含有激活结构域。将草酸青霉XlnR靠近N端的一段特有的谷氨酰胺(Q)重复序列删除以后,XlnR对纤维素酶与半纤维素酶基因的调控能力增强,说明该段序列在一定程度上抑制了草酸青霉XlnR活性的发挥。发现位于XlnR C末端的序列对于草酸青霉XlnR活性发挥至关重要,其删除会使XlnR丧失调控活性,这与黑曲霉中XlnR C末端删除后的结果不同。通过对XlnR中可能参与解除葡萄糖抑制的氨基酸保守位点(第868-871位氨基酸)进行研究发现,XlnR中第871位氨基酸的极性与XlnR激活功能的发挥有直接关系,且第871位氨基酸的丢失会造成XlnR活性的丧失。当第871位的丙氨酸删除之后,XlnR激活能力丧失;突变为亲水性氨基酸之后,XlnR的激活能力降低;突变为疏水性氨基酸,XlnR激活能力变强,且该位点氨基酸疏水性越强,XlnR激活能力越强。此外,借助于酵母双杂交实验,我们确定了XlnR激活结构域与位于C端的氨基酸序列存在相互作用,说明两者之间可能在草酸青霉中通过改变相互作用的有无来实现XlnR活性的调节。2.异源XlnR同系物在草酸青霉中的功能研究将与草酸青霉XlnR亲缘关系较近的黑曲霉AXlnR、亲缘关系较远的里氏木霉Xyrl以及粗糙脉孢菌XLR-1,分别在草酸青霉xlnR缺失突变株中进行异源表达,发现这叁种异源XlnR同系物均能够激活草酸青霉木质纤维素降解酶系的表达。在包括草酸青霉本源XlnR在内的四种XlnR同系物中,里氏木霉Xyr1对草酸青霉纤维素酶基因调控能力最强,这可能与Xyr1在里氏木霉本源宿主菌中具有较强的纤维素酶基因调控能力有关。粗糙脉孢菌XLR-1对草酸青霉纤维素酶基因调控能力最弱。前人研究表明,XLR-1在粗糙脉孢菌中并不参与纤维素酶基因的调控,但在草酸青霉中,粗糙脉孢菌XLR-1却可以在一定程度上参与纤维素酶调控,提高xlnR缺失株的纤维素酶酶活。总的来说,XlnR同系物在异源宿主菌株中仍旧具有功能的保守性,可以参与到异源宿主菌的木质纤维素降解酶表达调控网络中,并发挥其调控功能。将XlnR同系物的保守氨基酸进行点突变,发现点突变后的Xyr-1A824V、XLR-1A828V、AXlnRA805V对草酸青霉木质纤维素降解酶基因的激活能力较突变前Xyr1、XLR-1、AXlnR分别更强。其中,Xyr1A824V在四种XlnR同系物突变体中的激活能力最强。同时,首次发现黑曲霉保守位点突变A805V也能够提高其对草酸青霉木质纤维素降解酶表达的激活效果。在草酸青霉中,该突变体与草酸青霉XlnRA871V激活效果接近。此前的研究结果证明,在本源宿主菌中突变后的XlnR同系物与突变前相比对木质纤维素降解酶基因具有持续激活能力及增强激活功能,本论文研究发现在异源宿主菌(草酸青霉)中这种持续激活的优势依旧存在。这些异源突变体功能的发现为草酸青霉菌株的遗传改造提供了更多的选择性。3.异源XlnR表达调控模块在草酸青霉中的功能研究以M12作为出发株,在草酸青霉菌株DB2中成功地建立了 Rec/six筛选标记重复利用系统,并且发现该系统对草酸青霉纤维素酶的产生没有影响。将含有里氏木霉转录激活因子Txyr1A824V及其靶标纤维素酶基因Tcbh1-Teg1的表达调控模块在草酸青霉中进行异源表达,发现纤维素酶基因Tcbh1和Teg1能够进行低水平的表达,且Xyr1A824V表达调控模块对草酸青霉纤维素酶酶活的提升效果优于单独Xyr1A824V的表达。由于外源的纤维素酶基因启动子在草酸青霉中不能高效地启动基因的表达,将其更换为草酸青霉本源的启动子,进而使外源纤维素酶基因实现了高效表达。纤维素酶基因启动子优化后的里氏木霉来源和粗糙脉孢菌来源表达调控模块均优于转录因子的单独过表达,显示将转录因子和其靶标基因共表达在菌株遗传改造中具有可行性。4.木质纤维素降解酶高产菌株的构建借助于Rec/six筛选标记重复利用系统,在菌株DB2的基础上累积过表达来自于草酸青霉、里氏木霉和粗糙脉孢菌的XlnR表达调控模块,使菌株的纤维素酶和半纤维素酶酶活均得到大幅提升。其中,构建的高产菌株RE-4-2相比于原始菌株M12滤纸酶活提高了5.1倍,木聚糖酶活提高了28倍。高产菌株RE-4-2所产酶系对预处理后的玉米秸秆的糖化效率也比出发菌株M12提高了 93%,纤维素转化率提高了 1.57倍。为进一步提高菌株对半纤维素的降解能力,在高产菌株RE-4-2的基础上过表达了点突变的AraRA731V,得到菌株RE-4-2-AraRA731V,其阿拉伯呋喃糖苷酶活比RE-4-2提高了 7.2倍,木糖苷酶活也提高了 1.2倍。通过对预处理后玉米秸秆的糖化实验,发现菌株RE-4-2-AraRA731V所产还原糖比菌株RE-4-2提高了13%。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-22）
徐佳迪[7]（2019）在《草酸青霉纤维素酶嵌合转录调控因子的构建及菌株的组合遗传改造》一文中研究指出木质纤维素生物质可被纤维素酶降解,降解产生的可发酵糖经进一步转化后可在一定程度上替代利用化石原料生产的燃料及化学品。目前,纤维素酶使用成本较高,限制了木质纤维素的广泛利用。因此,提高纤维素酶产量、降低纤维素酶生产成本具有重大的应用价值和现实意义。丝状真菌纤维素酶基因的表达主要在转录水平受到调控。已有研究表明,多个转录调控因子(ClrB、XlnR等正调控因子,以及CreA、ACEI等负调控因子)共同参与其中。构建转录激活因子ClrB的持续激活突变体以解除纤维素酶基因转录对纤维素的依赖性,以及通过分子改造的方式将CreA的转录阻遏作用转换为转录激活作用,均有助于提高纤维素酶的合成水平。本论文基于草酸青霉中两个关键的纤维素酶转录调控因子ClrB和CreA,构建了能够促进纤维素酶基因转录的人工嵌合转录因子,并结合其它改造靶点开展了菌株的组合遗传改造工作。本论文的主要研究内容和结果如下:1.基于ClrB DNA结合域的纤维素酶嵌合转录激活因子构建及功能分析转录因子ClrB对草酸青霉木质纤维素降解酶的表达具有激活作用,其激活活性需要纤维素的诱导。将ClrB的DNA结合域分别与草酸青霉中受淀粉诱导的淀粉酶转录激活因子AmyR、受木聚糖诱导的木聚糖酶转录激活因子XlnR及其持续激活突变体XlnRA871V的非DNA结合域的序列组装,构建了嵌合因子CA、CX和CXC。将ClrB的DNA结合域与酿酒酵母转录激活因子Ga14的转录激活域组装,构建了嵌合因子CG。将ClrB的DNA结合域、XlnRA871V的非DNA结合域和疱疹病毒来源的转录激活域变体VP64串联组装,构建了嵌合因子CXCV。此外,使用bgl2的启动子启动嵌合因子CXC编码基因的表达,构建了理论上具有正反馈属性的基因表达盒bCXc。将以上嵌合因子基因表达盒转化草酸青霉菌株得到了重组菌株,对不同培养条件下的纤维素酶合成水平进行了测定,发现使用PgpdA启动CXC编码基因表达的策略对诱导型培养基上纤维素酶活力提高的效果最佳。在葡萄糖为碳源的阻遏性条件下,各菌株均不具备明显的纤维素酶合成能力。2.碳分解代谢物阻遏因子CreA功能结构域的改造CreA是草酸青霉中抑制纤维素酶等基因表达的关键阻遏蛋白。本论文设计了CreA的DNA结合域与ClrB的转录激活域嵌合的转录因子,命名为CrCl。理论上,CrCl能够与纤维素酶基因启动子结合,但其转录抑制活性将转变为转录激活活性。使用CrCl的编码基因替换creA基因,得到了菌株CrCl-△creA。该菌株在葡萄糖培养基上的纤维素酶合成水平高于creA敲除菌株△creA,纤维二糖水解酶基因的转录水平也高于△creA。在麸皮、纤维素为碳源的诱导条件下,CrCl-△creA菌株的纤维素酶产量可达到出发菌株的1.75倍,但低于creA敲除菌株。3.纤维素酶系合成调控因子及酶组分编码基因的组合遗传改造在对嵌合转录因子的功能进行分析的基础上,对草酸青霉中其它纤维素酶转录调控相关基因以及纤维素酶基因进行了组合遗传改造,以进一步提高纤维素酶产量并优化纤维素酶系的组成。首先,选取纤维素酶活提高效果最佳的M12-gCXc菌株,敲除对纤维素酶合成具有负调控作用的胞内β-葡萄糖苷酶编码基因bgl2,同时表达来源于黑曲霉的胞外β-葡萄糖苷酶基因Anbgl1,得到gCXc-bB菌株。在麸皮、纤维素条件下进行发酵培养,发现其β-葡萄糖苷酶活力比M12-gCXc提高了495倍。进一步在敲除碳降解物阻遏因子CreA编码基因的同时表达来源于里氏木霉的纤维二糖水解酶编码基因Trcbh1,得到gCXc-bB-cC菌株。在麸皮、纤维素条件下进行发酵培养,该菌株的滤纸酶活力较M12-gCXc提高了3.2倍,达到14.4U/ml,纤维二糖水解酶活力在96h时较M12-gCXc提高了 7.7倍。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-18）
潘云军[8]（2019）在《草酸青霉氮代谢及其调控的初步研究》一文中研究指出纤维素是一种丰富的可再生资源,具有分布广、储量大等优点。纤维素通过转化获得的生物燃料能够有效缓解环境的恶化和促进经济的可持续发展。许多丝状真菌能够合成和分泌降解纤维素的纤维素分解酶。其中,草酸青霉(Penicillium oxalicum)的木质纤维素降解酶酶系比较完整,以其为出发菌株的高产突变菌株已经应用到工业生产当中,在生物燃料工业的发展中具有一定的潜力。蛋白质的合成与碳、氮代谢密切相关。目前,研究者对丝状真菌中纤维素酶合成与碳代谢的关系及相关的调控机制已经获得了较为深入的认识。然而,尽管已知氮源对丝状真菌纤维素酶等胞外蛋白的产生也十分重要,对相关分子机制的研究还相当薄弱。本论文以草酸青霉为研究对象,对氮源与纤维素酶合成的关系、氮代谢相关转录因子的生物学作用及其与纤维素酶合成的关系进行了研究,研究结果可为发酵培养基的进一步优化和菌株改造和利用提供新的思路。本论文的主要研究进展如下:1.氮源种类及蛋白酶对草酸青霉纤维素酶产量的影响分别设计了以玉米浆、玉米酒糟、豆饼粉、硫酸铵、硝酸钠等作为氮源的发酵培养基,将产生纤维素酶的菌株RE-8进行9天的摇瓶发酵培养。结果显示,草酸青霉在复合氮源培养基上的产纤维素酶能力最强,在硫酸铵为唯一氮源培养基上的产酶能力最差。在复合氮源培养基中,发酵液中的铵态氮浓度呈现先下降后上升的变化曲线,酸性蛋白酶和中性蛋白酶的活力都呈逐渐积累状态。在培养基中加入一定浓度蛋白酶抑制剂后,细胞外蛋白酶活力显着降低,细胞外蛋白浓度增加,然而,纤维素酶活性变化不大,并且在发酵后期仍显示略微的下降趋势。2.草酸青霉氮源分解代谢转录因子AreA的生物学功能研究AreA是真菌中保守的氮分解代谢转录因子,一般认为负责次级氮源代谢基因表达的激活。本论文构建了areA的DNA结合结构域缺失突变菌株和回补菌株,研究了氮源种类对草酸青霉纤维素酶基因表达的影响,以及转录调控因子AreA在草酸青霉氮源利用和纤维素酶基因表达中的作用。结果表明,氮源对野生菌株中纤维素酶基因表达的影响与碳源的类型有关。AreA不仅对草酸青霉利用次级氮源是必须的,对硫酸铵等易利用氮源的利用也是非常重要的,这与曲霉中的研究结果有所不同。AreA对铵盐代谢相关基因以和纤维素酶相关基因的表达具有调控作用。在纤维素诱导条件下,敲除areA基因导致纤维素酶基因表达的显着下调。3.氨基酸合成调控因子CpcA在草酸青霉菌生长和胞外酶产生中的作用研究CpcA是真菌中保守的跨途径氨基酸合成代谢转录激活因子。本论文构建了草酸青霉cpcA敲除菌株ΔcpcA,并构建了cpcA回补菌株RcpcA以及cpcA过表达菌株。在添加或不添加氨基酸合成抑制剂3-AT的培养基中,cpcA敲除菌株与野生菌株和回补菌株相比,细胞生长呈现出非常明显的劣势,但这种生长劣势在富含氨基酸的培养基中能够得到弥补。cpcA敲除菌株的纤维素酶、淀粉酶活力都显着低于野生菌株,且玉米浆的添加能够缩小两者酶活力之间的差异。通过研究发酵过程中细胞生长与纤维素酶产生之间的关系以及纤维素酶基因转录水平的测定,确认cpcA敲除后出现的纤维素酶产量的降低并非完全由细胞生长劣势引起。另外,发现cpcA的过表达能够显着提升淀粉酶的产量,为淀粉酶生产菌株的改造提供了新的思路。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-17）
骆丰[9]（2019）在《草酸青霉中一种外切-β-1,3-半乳聚糖酶的重组表达及酶学性质研究》一文中研究指出β-半乳聚糖酶是一类以半乳聚糖和阿拉伯半乳聚糖为底物,特异性水解半乳糖残基间糖苷键的糖苷酶,主要包括β-1,3-、β-1,4-和β-1,6-半乳聚糖酶。β-半乳聚糖酶在多糖结构解析、构建药用植物指纹图谱、制备低聚半乳糖和食品品质改良等方面具有广泛应用。其中,β-半乳聚糖酶对于富含β-半乳糖的阿拉伯半乳聚糖等多糖的结构解析至关重要。阿拉伯半乳聚糖是一种具有免疫调节、抗氧化和神经保护等多种生理活性的多糖,具有广阔的应用前景。分析阿拉伯半乳聚糖的精细结构,有利于其构效关系的研究和深度开发应用。本文对一种来源于草酸青霉的外切-β-1,3-半乳聚糖酶进行了重组构建、酶学性质和功能的研究,为阿拉伯半乳聚糖精细结构的研究奠定了基础。论文主要研究结果如下:制备和纯化了重组目的蛋白PoGal3。成功构建了Rosetta-pet32a(+)-pogal3重组大肠杆菌菌株和GS115-pPICZαA-pogal3重组毕赤酵母菌株,在重组毕赤酵母菌株中,外切-β-1,3-半乳聚糖酶PoGal3成功表达。利用硫酸铵沉淀和凝胶过滤层析从400 mL菌液上清中成功纯化出1.2 mg PoGal3。对重组毕赤酵母菌株的诱导培养条件进行优化,确定了BMMY诱导培养基pH为6.0,当菌液OD_(600 nm)达到1.0时开始诱导,甲醇加入量为2.0%(v/v),诱导时间为2 d的诱导培养方案,使蛋白表达量增加到原来的3.3倍。PoGal3由451个氨基酸组成,分子量为48.5 KD,等电点为6.60,是一种稳定性较高的亲水性蛋白。对PoGal3的酶学性质和功能进行了研究。首先,通过高碘酸氧化和Smith降解制备了均一性好、含有少量侧链结构且纯度较高的1,3-β-半乳聚糖AG-P-I。然后,以AG-P-I为底物测得PoGal3f粗酶的比酶活为9.3±0.9 U/mg,PoGal3f纯酶的比酶活为50±3.7U/mg。PoGal3的酶学性质研究结果表明:PoGal3的最适反应温度为40°C,最适pH为5.0,Zn~(2+)的存在可以使PoGal3的酶活增强到原来的128.6%,Li~+、Mg~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Hg~(2+)、Mn~(2+)、Ni~+、EDTA和SDS都会使酶活力减弱。底物专一性研究结果表明:PoGal3主要具有β-1,3-半乳聚糖酶活力,也具有一定的β-1,3-葡聚糖酶活力,不能降解1,4/6-β-半乳聚糖、1,4/6-β-葡聚糖、木聚糖和阿拉伯聚糖等。利用PoGal3对AG-P-I以及两种经典的II型阿拉伯半乳聚糖(LWAG和Acacia)进行酶解分析,结果表明,PoGal3能够通过外切作用降解分子量较小的II型阿拉伯半乳聚糖,有潜力成为阿拉伯半乳聚糖结构分析的工具。(本文来源于《东北师范大学》期刊2019-05-01）
廖嘉欣,张一帆,程庆宇,吴昊,朱锋[10]（2019）在《草酸青霉强化有机质的分解实现赤泥碱中和（英文）》一文中研究指出赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的强碱性固体废弃物,而生物修复是降低赤泥碱性的有效方法。针对赤泥高碱性问题,通过土柱实验开展草酸青霉调控赤泥碱性,探究不同深度的赤泥碱性变化。结果发现应用草酸青霉能显着降低赤泥碱性并形成稳定的团聚体结构;赤泥表层的pH值在30天内降低至7左右,而电导率则上升。草酸青霉对赤泥中的有机质和脲酶活性无明显影响,但能增加纤维素酶的活性。(本文来源于《Journal of Central South University》期刊2019年02期）
草酸青霉论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
纤维素酶被认为是世界市场需求量第叁大的酶产品。农业废弃物秸秆不仅可以生产纤维乙醇,同时也能够诱导真菌分泌纤维素酶,降低纤维素酶的成本,实现秸秆的综合利用。本研究选用细胞壁结构有明显差异的芒草(Msi62,Msa05)和水稻(NPB,Osfc16)秸秆材料、以及商业微晶纤维素对照材料作为碳源,诱导草酸青霉114-2分泌纤维素酶,通过酶解20份结构特异的木质纤维原材料,测定其酶解效率,并与叁种商业纤维素酶比较,初步探讨草酸青霉产酶的机理。此外,利用24份水稻材料作为碳源来诱导草酸青霉分泌纤维素酶,并用一组芒草材料作为酶解底物进行筛选。挑选出酶解效率高、中、低,以及最高比活的7份具有代表性材料,研究水稻细胞壁结构对草酸青霉114-2分泌纤维素酶的酶活和酶解效率的影响,主要结果如下:1.20份木质纤维原材料中最容易被降解的材料为水稻Osfc16,0.5%Na OH预处理下,其纤维素可以完全降解产糖。相比之下,最难降解的尾叶桉和小叶杨材料,在1%Na OH+0.8%Tween-80处理下,其降解产糖效率仅有18%和19%。2.20份木质纤维原材料经0.5%Na OH预处理,芒草Msi62诱导酶液和商业酶CTec2的纤维素酶解平均效率最高,分别为50%和49%;1%Na OH+0.8%Tween-80处理时,商业酶CTec2的纤维素酶解平均效率为72%,而水稻Osfc16诱导酶,其纤维素平均酶解效率为58%。3.比较关联两组分泌纤维素酶的酶解效率,发现Osfc16>NPB、Msi62>Msa05,初步说明细胞壁结构中碱不溶半纤维素单糖Xyl/Ara的比例可能是影响草酸青霉分泌纤维素酶的酶解效率的关键因子。4.24份水稻初步筛选结果得出比活力最高材料为H65,比活力可达102.70 FPU/m L,酶解效率最高的材料为9311和H51,诱导酶液的纤维素酶解效率分别为47%、45%。H37诱导酶液的纤维素酶解效率最低,仅为31%。5.7份代表性材料细胞壁结构与诱导酶液的酶活、木质纤维酶解效率的相关性分析得出,水稻纤维素含量与草酸青霉分泌的纤维素酶的滤纸酶活呈负相关,半纤维素与诱导酶液的蛋白含量极显着正相关,半纤维素单糖的Xyl/Ara与诱导酶液的比活力负相关。此外,上述关联性与木质纤维在不同预处理下酶解产糖效率关联性一致。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
草酸青霉论文参考文献
[1].苏丹.影响草酸青霉纤维素酶合成的膜蛋白鉴定及其功能研究[D].广西大学.2019
[2].蔡秋铭.芒草与水稻木质纤维诱导草酸青霉产酶效率研究[D].华中农业大学.2019
[3].王亚南.β-葡萄糖苷酶的异源表达以及CRISPR-Cas9系统在草酸青霉中的应用[D].齐鲁工业大学.2019
[4].廖续中,熊亚茹,王九祥,赵帅,冯家勋.草酸青霉纤维素酶基因和木聚糖酶基因的调控基因POX05145的鉴定[J].基因组学与应用生物学.2019
[5].李亚楠.组蛋白甲基转移酶参与草酸青霉糖苷水解酶合成调控的研究[D].山东大学.2019
[6].夏呈强.转录激活因子XlnR及其同系物在草酸青霉中的功能研究与纤维素酶系高产菌株的构建[D].山东大学.2019
[7].徐佳迪.草酸青霉纤维素酶嵌合转录调控因子的构建及菌株的组合遗传改造[D].山东大学.2019
[8].潘云军.草酸青霉氮代谢及其调控的初步研究[D].山东大学.2019
[9].骆丰.草酸青霉中一种外切-β-1,3-半乳聚糖酶的重组表达及酶学性质研究[D].东北师范大学.2019
[10].廖嘉欣,张一帆,程庆宇,吴昊,朱锋.草酸青霉强化有机质的分解实现赤泥碱中和（英文）[J].JournalofCentralSouthUniversity.2019