导读:本文包含了全局调控蛋白论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:施氏假单胞菌A1501,碳代谢物抑制,生物固氮,全局调控
全局调控蛋白论文文献综述
杨智敏[1]（2019）在《固氮施氏假单胞菌碳代谢物抑制蛋白Crc的全局调控机制》一文中研究指出在多种碳源存在条件下,微生物优先利用优势碳源,而抑制非优势碳源的代谢以达到最佳生长状态,这种调控现象称之为碳代谢物抑制(CCR)。不同微生物中,CCR的调控系统及机制存有差异。假单胞菌(Pseudomonas)CCR系统主要由碳代谢物抑制蛋白Crc、双组份系统CbrAB及非编码RNA CrcZ等组成。全局性调控蛋白Crc在CCR调控中发挥核心作用。当优势碳源存在时,Crc蛋白与非优势碳源代谢途径靶基因mRNA结合抑制其表达;当优势碳源消耗殆尽时,非编码RNA与Crc结合解除CCR作用。目前,关于Crc蛋白的作用机制仍存有争议,其是否参与固氮调控也未见报道。施氏假单胞菌A1501(Pseudomonas stutzeri A1501)为一株根际联合固氮模式菌,其分离自碳源丰富、氮源缺乏的水稻根际环境。A1501基因组携带一套以Crc蛋白为核心的CCR调节系统,但调控机制尚不清楚。本文研究了施氏假单胞菌A1501的Crc蛋白在碳代谢物抑制、固氮及根际定殖过程中的生物学功能,并分析了Crc蛋白的作用机制。主要结果如下:1、Crc蛋白介导的碳代谢物抑制现象。生长能力测定发现,A1501菌在LB丰富培养基和以琥珀酸、乳酸钠为唯一碳源条件下生长迅速,而以葡萄糖、苯甲酸为唯一碳源时生长缓慢,表明琥珀酸、乳酸钠为A1501的优势碳源,葡萄糖、苯甲酸为非优势碳源。采用高效液相色谱分析LB加苯甲酸和乳酸钠加葡萄糖混合培养条件下野生型A1501和Δcrc突变株对非优势碳源的利用能力。结果显示,以LB加苯甲酸混合培养6 h,野生型对苯甲酸的代谢速率为8.111μmol/OD/h,而Δcrc对苯甲酸的代谢速率为23.278μmol/OD/h;以乳酸钠加葡萄糖混合培养12 h,A1501对葡萄糖的代谢速率为27.776μmol/OD/h,Δcrc对葡萄糖的代谢速率为73.418μmol/OD/h。可见,施氏假单胞菌A1501具有典型的CCR现象,Crc蛋白失活则显着缓和这种抑制作用,其在该菌的CCR过程中发挥关键调节功能。2、crc基因的表达特性及其对非优势碳源代谢基因表达的影响。qRT-PCR分析发现,当以苯甲酸为唯一碳源时,crc的转录水平显着低于以乳酸钠、琥珀酸、葡萄糖为唯一碳源时的表达;而在丰富型LB培养基中,crc基因的表达显着上调。相反,与有乳酸钠和LB存在的条件相比,非编码RNA CrcZ/Y的表达在以苯甲酸或葡萄糖为唯一碳源时受到强烈诱导。并且Dual-crcZ/Y双突变株不能利用葡萄糖生长。此外,以LB加苯甲酸混合培养时,Δcrc中苯甲酸降解途径特异激活子BenR翻译水平为野生型的2倍,苯甲酸降解基因benA与转运体编码基因benK转录水平显着提高;在乳酸钠加葡萄糖混合碳源条件下,Δcrc葡萄糖代谢关键酶的编码基因(edd、zwf)及其调节子GltR表达水平与野生型相比显着上调;暗示着当优势碳源存在时,Crc蛋白可能通过调控特异调节子、关键代谢酶及转运体等编码基因的表达以多层次、多靶点的策略抑制A1501对非优势碳源的吸收。以上结果说明该菌的CCR系统能够响应营养信号调控碳代谢网络的表达,同时胞内自由Crc蛋白库的水平可能受非编码RNA CrcZ/Y浓度变化的调节。3、Crc蛋白对氮代谢和竞争定殖相关生理过程的影响。固氮酶活结果显示,以乳酸钠为唯一碳源条件下,Δcrc固氮活性仅为野生型A1501的50%。通过qRT-PCR和免疫印迹实验发现,与野生型相比,Δcrc中固氮基因nifHDK转录水平与蛋白水平均显着下调。以上结果表明Crc蛋白失活导致A1501固氮能力显着降低。其次,研究发现crc基因缺失显着影响了A1501的反硝化能力,在绝对厌氧、以硝酸盐为唯一氮源条件下,Δcrc生长能力显着低于野生型;而以亚硝酸盐为唯一氮源时,突变株不能生长。此外,水稻根表竞争定殖实验显示,Δcrc根表定殖菌落数不足野生型的1/2。同时,crc基因的缺失导致菌体运动能力、氧化胁迫和渗透压胁迫抗性严重受损。由此可知,除了介导CCR机制,Crc蛋白在氮代谢、根表定殖、趋化运动等生理过程中发挥重要的正调控作用。4、Crc蛋白对相关基因调控的作用机制。序列分析发现,与苯甲酸代谢、葡萄糖代谢、固氮、反硝化、运动及氧化抗性相关的一些基因mRNA序列存在Crc蛋白保守结合序列AANAANAA。但保守识别序列位置分布有差异:Crc蛋白负调控的碳代谢靶标保守结合序列位于翻译起始位点附近,其正调控的氮代谢等途径靶序列位于基因内部。利用微量热涌动技术(MST)未检测到Crc蛋白与靶RNA的体外结合,但Crc蛋白可与RNA分子伴侣蛋白Hfq、靶RNA形成紧密的叁元复合体。Hfq蛋白与crcZ、benA及nifH的亲和力分别为14.2 nmol/L、36.9 nmol/L及365.0 nmol/L,而Crc蛋白的加入可提高亲和力至7.9 nmol/L、12.6 nmol/L及66.5 nmol/L。以上结果表明,在Hfq蛋白辅助下,Crc蛋白可与苯甲酸代谢基因、葡萄糖代谢基因及固氮基因等相关靶mRNA结合调节靶标基因的表达从而调控相应代谢途径的活性。综上所述,Crc蛋白是施氏假单胞菌A1501碳代谢物抑制作用的关键调控因子,其可通过与Hfq蛋白协同结合于靶标RNA的AANAANAA保守识别序列抑制靶基因的翻译从而调控靶标代谢途径的活性,以保证A1501在复杂多变的根际环境中高效利用碳源满足各种生理活动的需要。同时,该蛋白可能通过直接作用正调控A1501的固氮、反硝化、运动、定殖等过程。本研究提出了施氏假单胞菌A1501以Crc蛋白为核心的碳代谢物抑制调控机制及全局调控的理论模型,有助于理解该菌在竞争激烈的根际环境如何保持代谢高效性、获得竞争优势,为进一步研究假单胞菌的碳氮偶联与全局调控机制奠定了理论基础。(本文来源于《华中农业大学》期刊2019-06-01）
王金辉[2]（2016）在《营养胁迫下耐辐射异常球菌全局调控蛋白CarD的负调节机制》一文中研究指出营养胁迫是细菌生理过程中最普遍的环境胁迫因子,细菌通过控制rRNA合成以及信号分子(p)ppGpp介导的严谨反应,快速改变基因的表达,以适应营养环境的变化。已有研究发现一些细菌存在类似于真核HMGA(high-mobility group A)的全局调控蛋白CarD,在细菌参与营养胁迫和非生物胁迫反应调控中发挥着重要作用。耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans)具有对极端恶劣环境极强的适应能力,基因组序列分析显示该菌含有一个CarD蛋白。但是,耐辐射异常球菌CarD是否参与细胞生长和营养胁迫反应的调控,以及如何控制rRNA以及(p)ppGpp合成的作用机制尚不清楚。本研究通过构建耐辐射异常球菌CarD突变株、表型分析、β-半乳糖苷酶活性测定、qRT-PCR、CHIP、蛋白质组学等对CarD在营养等胁迫反应的调控进行了研究,取得如下结果:1.CarD蛋白序列同源比较显示异常球菌属的CarD蛋白具有很高的相似性,在系统进化过程中来源于同一个祖先。耐辐射异常球菌与已报道的其他属细菌CarD相似性最高的是Thermus aquaticus,与粘细菌、分枝杆菌的CarD亲缘关系较远,属于不同的进化分支。粘细菌CarD共316个氨基酸,与CarG蛋白形成全局转录调控复合体,而分枝杆菌和耐辐射异常球菌没有类似CarG的蛋白质,而且CarD长度比较短,分别为162和169个氨基酸。分枝杆菌和耐辐射异常球菌的CarD蛋白相似性也很低(26%)。由此推测耐辐射异常球菌CarD与已报道的粘细菌、分枝杆菌的CarD功能存在差异。2.在营养胁迫条件下,carD基因的表达显着增加(2倍以上),表明carD基因受营养饥饿诱导。为了研究耐辐射异常球菌CarD的功能,我们构建了carD缺失突变株、回补株和过表达菌株,发现在正常条件和营养胁迫下,carD基因缺失均导致16S r RNA基因表达上调2倍以上;而relA基因在营养胁迫条件下表达显着下调(2倍)。利用报告基因lacZ分析16S rRNA和relA基因启动子活性的结果表明CarD抑制16S r RNA合成、激活relA基因表达。CHIP实验结果显示CarD蛋白与16S rRNA和relA基因启动子互作。为进一步研究CarD调控作用,我们构建了过量表达菌株,发现16S rRNA基因的过量表达导致细胞在营养胁迫下生长速率下降,对热胁迫敏感,UV辐射抗性增强,与carD缺失突变株的表型一致。此外,我们构建了(p)ppGpp合成/水解酶缺失突变株,由于耐辐射异常球菌有2个与(p)ppGpp合成/水解酶相关的基因(rel A和relQ),通过对relA和relQ单、双突变株及回补株的细胞生长分析发现relA和relQ缺失突变导致细菌对氨基酸饥饿、H_2O_2和热胁迫敏感,与carD缺失突变株的表型一致。进一步分析发现relA和relQ双突变菌株不能在限制性培养基中生长,而过量表达合成酶基因(relQ)或RelA合成保守结构域片段(编码RelA N’端HDc和RSD结构域的DNA序列)导致细胞生长能力显着下降。已有的研究表明(p)ppGpp作为信号分子通过触发细胞的严谨反应对生长速率进行调节,具有(p)ppGpp合成和水解酶活性双功能的RelA在控制细胞内(p)ppGpp含量发挥关键性作用。因此,在营养胁迫条件下,耐辐射异常球菌CarD通过激活relA基因表达,控制细胞内(p)ppGpp的含量,抑制细胞生长。3.研究结果表明耐辐射异常球菌CarD与至今研究最为深入的分枝杆菌和粘细菌的CarD之间具有类似的功能,同时存在一定差异。酵母双杂实验显示耐辐射异常球菌CarD与RAN聚合酶β’亚基互作,这与分枝杆菌的研究结果相符;粘细菌中CarD受蓝光诱导,参与类胡萝卜素的合成调控,而耐辐射异常球菌CarD受营养、氧化和UV胁迫诱导。并且,CarD除参与营养胁迫反应的调控外,还直接或间接地参与氧化、UV辐射等胁迫反应。CarD作为全局调控蛋白参与多重胁迫反应的作用机制还有待进一步研究。综上所述,耐辐射异常球菌CarD在逆境胁迫尤其是营养胁迫过程中通过负调控16S rRNA基因表达,或激活(p)ppGpp合成/水解酶relA基因的表达,控制细胞内(p)ppGpp的含量,调节细胞生长速率,在营养胁迫反应过程中起负调控作用。(本文来源于《中国农业科学院》期刊2016-06-01）
杨粟[3]（2016）在《耐辐射奇球菌全局调控因子cyclic AMP受体蛋白的功能研究》一文中研究指出耐辐射奇球菌作为迄今为止发现的辐射抗性最强的物种之一,由于对电离辐射,紫外辐射,干燥,双氧水及其他一系列DNA损伤试剂都显示出极强的抗性,而被科学界广泛地用作研究DNA损伤修复及极端抗性研究的理想模式生物。在耐辐射奇球菌的基因组中有许多编码转录因子的开放阅读框存在,然而许多转录因子的具体功能,活性以及结合调控的位点都还没有得到阐述。环腺苷受体蛋白(Cyclic AMP receptor protein,CRP)作为广泛存在于各种细菌内的全局调控因子,在应对不同环境压力过程中调控着细胞内多种代谢通路。然而至今还未有报道直接提出转录调控因子CRP与细胞的辐射抗性之间的联系。经同源比对发现耐辐射奇球菌中编码了四个crp同源基因,包括dr0997,dr2362, dr0834和dr1646。近年来有研究在经过电离辐射处理后,其中一个crp同源基因dr0997的转录水平上调了38倍,进而被命名为ddrI。我们通过检测双氧水处理前后crp各基因的转录水平,也发现dr0997的转录水平上调了4倍多,而其他两个crp同源基因也上调了近2倍,这些结果证实CRP参与了耐辐射奇球菌的抗辐射及抗氧化进程。本文围绕着CRP在抗辐射及抗氧化方面的功能展开研究,主要内容和研究成果如下：1.通过生物信息学方法发现耐辐射奇球菌中编码CRP的4个同源基因,经序列比对分析,发现该类蛋白与经典大肠杆菌CRP蛋白具有相似的cAMP结合结构域和DNA结合结构域,并发现多个参与信号分子及DNA结合的保守氨基酸位点。2.通过对四个crp同源基因进行原位突变,结果表明：dr0997对细胞生长,氧化抗性和辐射抗性都非常重要；dr2362只对细胞氧化抗性有贡献；dr0834和dr1646对细胞生长和辐射抗性贡献都不大。3.通过实时定量PCR检测dr0997突变株与野生株在双氧水处理前后过氧化氢酶和超氧化物歧化酶编码基因的转录水平,发现突变株许多基因的转录水平明显下调；通过检测野生型与突变株辐照前后各种修复基因的转录水平,发现dr0997突变株中各种与修复密切相关的基因,包括recA,recG,priA等转录水平都有大幅度的下调,其他如ddrO, drRRA, ddrB, ddrC, ddrD,recF, recO等等均有不同程度的下调。4.通过寻找CRP结合位点及凝胶迁移率实验验证,发现了18个受DR0997直接调控的基因,包括叁个修复相关基因recN(dr1447), pprA (dra0346)和uvsE (dr1819);两个与抗氧化机制相关的基因nuoA(dr1506)和terB(dr2220);以及一系列与细胞生理活性相关的基因,包括糖类代谢相关基因glpF (dr1929)和glgC(dr1689),与蛋白损伤代谢相关的两个Lon蛋白酶编码基因(dr1974和dr0349);与cAMP代谢相关性基因drA0006与cpdB (dra0006)等等。同时还发现DR0997具有自我调控的能力。5.经凝胶迁移率实验及β-半乳糖苷酶实验证实DR0997直接调控一系列碲抗性蛋白的编码基因,包括terE(dr2217),terB(dr2220),terD1(dr2221), terA(dr2223), terZ(dr2224)和terC(dr2226)。通过构建各碲耐受性基因的突变株,进一步发现TerE,TerB,TerD与TerC对细胞氧化抗性有贡献。综上所述,CRP同源物DR0997对耐辐射奇球菌的极端抗性非常重要,作为一个具有特异性DNA结合活性的转录调控因子,通过直接和间接调控的方式影响着细胞内修复相关的基因的表达,该蛋白的全局性调控影响还在探索之中。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-06-01）
陆秀红[4]（2014）在《十字花科黑腐病菌转录后全局调控蛋白RsmA_(Xcc)调控生物被膜形成的分子机理研究》一文中研究指出RsmA (Repressor of Secondary Metabolism)/CsrA(Carbon Storage Regulator)蛋白是一类RNA结合蛋白,通过与靶标基因mRNA结合影响基因的翻译。RsmA是一个全局性的转录后调控因子,参与调控多种不相关连的代谢途径如碳代谢、运动性、生物被膜的形成、毒性因子的产生、致病性、细菌群体感应和氧化应激等。本实验室的研究发现,十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,简称Xcc) rsmAxcc的缺失导致细胞聚集性增强、胞外多糖(Exopolysaccharide, EP S)产量下降及致病力降低。这说明,Rsm AXcc在生物被膜形成、EPS产生和致病过程中起重要作用,但作用机理还不清楚。本研究主要探讨RsmAXcc调控生物被膜形成的分子机制。环鸟苷二磷酸(cyclic diguanylate, c-di-GMP)是细菌中存在的第二信使分子。一般而言,当细胞内c-di-GMP浓度高时,细菌趋于静止发生聚集,有利于生物被膜形成；而浓度较低时,有利于运动性,细菌浮游生长。c-di-GMP的合成和降解分别由鸟苷酸环化酶(DGC)和磷酸二脂酶(PDE)控制,DGC的活性由GGDEF结构域决定,而PDE活性由EAL及HD-GYP结构域决定。Xcc8004全基因组注释37个编码GGDEF/EAL/HD-GYP结构域蛋白的基因。本研究发现,rsmAxcc缺失突变导致细胞内c-di-GMP含量显着升高；凝胶阻滞(EMSA)实验结果表明,RsmAXcc可与XC1803、XC1824、XC2228、XC2715 和 XC2866 5个基因mRNA的5'UTR结合,其中XC1803、XC2715和XC2866叁个基因编码GGDEF结构域蛋白,XC1824和XC2228两个基因编码EAL结构域蛋白。RsmAXcc抑制XC1803、XC2715和XC2866翻译水平的表达,在rsmAXcc缺失突变体的背景下缺失突变这叁个基因导致细菌由聚集生长转换成浮游生长。XC1824和XC2228两个基因在Xcc8004和rsmAXcc缺失突变体中翻译水平的表达差异不明显,在rsmAxcc缺失突变体的背景下缺失突变这两个基因,不影响细菌的聚集生长。这些结果说明,RsmAXcc通过抑制直接靶标基基因XC1803、XC2715和XC2866(编码c-di-GMP合成酶)的表达,负调控Xcc细胞内c-di-GMP水平,因此抑制生物被膜的形成。manA是编码一个能驱散细胞聚集体的酶(内切p-1,4-甘露糖酶(endo-β-1,4-mannanase)的基因,Xag-type EPS是生物被膜形成必须的,C1p为c-di-GMP的受体蛋白。rsmAXcc和clpXcc缺失均导致,nanAXcc的转录水平显着下降,xagAXcc转录水平显着升高；Clp可与manAXcc和xagAXcc启动子区结合,然而这种结合受c-di-GMP的抑制。因此我们认为RsmAXcc通过促进manAXcc的表达,抑制xagA和xagB的表达,抑制Xcc生物被膜的形成。Xcc产生至少两种EPS,一种是由gum基因簇编码的的黄原胶,另一种是xag基因簇编码的cag-type EPS。 ManA是一个能驱散细胞聚集体的蛋白,但是这种酶对于黄原胶没有活性。rsmAxcc缺失突变体背景下过量表达manAXcc导致细菌发生聚集和EPS产量降低(42.36%)。因此,我们推测ManA可能通过降解xag-type EPS来解散生物被膜；此外,rsmAXcc缺失导致编码黄原胶的gumB基因转录水平显着降低,在rsmAXcc缺失突变体背景下突变gumB,并不能影响细菌聚集生长。我们推测黄原胶不是rsmAXcc缺失突变体生物被膜形成必需的。(本文来源于《广西大学》期刊2014-09-01）
唐东阶,钟婉莹,秦春铃,唐纪良,晁耐霞[5]（2013）在《大肠杆菌全局调控蛋白CsrA中抑制十字花科黑腐病菌胞外蛋白酶活性所必需的氨基酸残基的鉴定》一文中研究指出CsrA/RsmA蛋白家族是细菌中一类重要的转录后全局调控因子,它们调控细菌的碳代谢、次生代谢、运动、生物被膜形成以及致病等过程。CsrA/RsmA蛋白家族通常由60~72个氨基酸基组成,其中第1至第52位氨基酸高度保守,而第53位以后的氨基酸则高度可变。目前人们认为其氨基酸高度保守性是不同种属细菌CsrA/RsmA功能和作用机理相似的基础,但是其高度可变区与不同种属CsrA/RsmA蛋白功能差异的关系尚不清楚。我们之前的研究显示,大肠杆菌(Escherichia coli)的CsrA(CsrAE.coli)蛋白的高度可变区(第53至第61位氨基酸残基)具有强烈的抑制十字花科黒腐病菌(Xanthomonas campestris pathovar campestris,简称Xcc)胞外蛋白酶活性的能力。本研究中,我们采用丙氨酸置换方法,确定了CsrAE.coli可变区中抑制Xcc胞外蛋白酶活性必需的氨基酸残基。结果显示,CsrAE.coli蛋白的第54位赖氨酸(K54)、第60位丝氨酸(S60)和第61位酪氨酸(Y61)置换成丙氨酸后,CsrAE.coli蛋白丧失了抑制Xcc胞外蛋白酶活性的能力;而其它位点的丙氨酸置换不影响其抑制Xcc胞外蛋白酶活性的能力。这个结果证明K54、S60和Y61是CsrAE.coli抑制Xcc胞外蛋白酶活性所必需的,为揭示大肠杆菌的CsrAE.coli蛋白抑制Xcc胞外蛋白酶活性的分子机理奠定基础。(本文来源于《基因组学与应用生物学》期刊2013年04期）
陈震,周正富,张维,陈明,宋渊[6]（2013）在《耐辐射异常球菌全局调控蛋白IrrE的研究进展》一文中研究指出全局调控蛋白IrrE是异常球菌属中所特有的一种DNA损伤修复调节因子,可以显着提高细胞受到损伤时各修复基因的表达。在目前已经完成测序的异常球菌中共发现7种不同来源的IrrE蛋白,经序列比对与同源建模,发现其氨基酸序列相似性较高且具有相同的保守结构域,这可能预示了其功能上的相似性。此外,irrE在大肠杆菌及油菜中表达后,能明显增强宿主的耐盐性,体现了较高应用价值。本综述介绍了异常球菌属及其全局调控蛋白IrrE的发现、结构与相关功能,分析与展望了该调控蛋白潜在的应用前景。(本文来源于《生物技术进展》期刊2013年03期）
王慧[7]（2013）在《Fis蛋白在沙门氏菌中的全局调控网络及其对致病岛的调控机制研究》一文中研究指出沙门氏菌是一类革兰氏阴性致病菌,可以导致小鼠,小牛,鸡和猪的系统性疾病,而且也可以潜伏在家禽和成年牛的体内,在人体内,会导致肠胃炎,包括发烧,腹泻和腹痛。沙门氏菌的致病性主要由鞭毛,菌毛和沙门氏菌致病岛基因决定。沙门氏菌Typhimurium LT2的致病岛主要包括五个致病岛,其中沙门氏菌感染宿主的侵染能力主要是由SPI-1来介导的。SPI-1编码一个叁型分泌系统,可以形成一个将细菌效应蛋白注射入宿主细胞质的针状复合体结构。SPI-1分泌效应蛋白可以导致宿主细胞内的许多生理学改变,包括肌动蛋白重排导致的吞噬细菌。沙门氏菌Typhimurium LT2的SPI-2是沙门氏菌在宿主细胞内复制和系统性感染小鼠必须的。SPI-2编码的叁型分泌系统运送的效应蛋白,通过改变细胞成分,包括细胞支架结构,信号传导途径,囊泡运输,来促进沙门氏菌在宿主细胞的生存和复制。在细菌中,核酸结合蛋白Fis是一个全局调控因子,可以参与到基因组结构与基因调控等过程。Fis蛋白是同源二聚体结构,在对数期大量表达,在对数早期,Fis在细胞内拷贝数高达50000,然后逐渐减少。之前的研究认为,Fis抑制转录的起始,主要是通过结合在目标启动子上,从而占据RNA聚合酶在目标启动子上的结合位置；或者是通过异构化RNA聚合酶调控的转录复合体影响转录。Fis也是一种传统的转录激活因子,它与RNA聚合酶发生物理接触来激活基因表达；另一个激活机制是通过Fis在负超螺旋区域的结合维持DNA扭曲,使该处转录可以持续进行。有研究通过使用微阵列芯片技术研究Fis在沙门氏菌中的调控基因,报道称Fis蛋白可以调控沙门氏菌SL1344中几百个基因的转录表达,包括致病岛基因。但是受限于微阵列芯片技术的通量,Fis在沙门氏菌中的调控基因报道的并不完全。为了全面细致的研究Fis蛋白在沙门氏菌中的调控网络和调控机制,尤其是对沙门氏菌致病岛基因的调控,我们采用了高通量的测序技术来进行研究。本研究采用了二代测序技术-Solexa测序来研究Fis蛋白在对数中期和对数早期在沙门氏菌中的调控基因,并且通过免疫共沉淀分离Fis的DNA结合位点并测序,得到Fis在沙门氏菌全基因组范围内的结合位点。在对数中期,Fis蛋白在沙门氏菌Typhimurium LT2中上调989个基因,下调657个基因。在同一时期,Fis蛋白的结合位点有895个,分布在943个基因上。综合分析Fis结合位点与调控基因,我们发现Fis调节并结合的基因共有317个,其中207个基因是Fis激活基因,110个基因是Fis抑制基因,其他的1329个Fis调控的基因不包含Fis结合位点。我们推测,这317个Fis调节并结合的基因是受Fis直接调控的,而1329个基因是通过Fis间接调控的。由于Fis可以调控大量的转录调控因子,我们通过实验证明许多Fis调控基因的转录是受上游转录调控因子来控制的。通过转录组数据分析,我们发现更多的未见报道的致病岛基因受Fis的转录调控。其中少数致病岛基因具有Fis结合位点。综合分析Fis结合位点和调控基因,我们推测并实验证明了几种可能的Fis调控致病岛基因的机制,包括：1)Fis直接结合来调控致病岛基因；2)Fis通过调控并结合致病岛调控基因来间接调控致病岛基因；3)Fis通过结合在上游位点,来影响下游一系列基因的转录；4)Fis通过调节OmpR来影响致病岛基因转录。我们在对数早期研究Fis蛋白的调控基因发现,Fis抑制989个基因的表达,激活509个基因的表达,主要起抑制作用,这与对数中期的Fis激活作用相反。通过比较发现,在对数早期和对数中期,受到Fis相同调控趋势的有278个基因,受到Fis相反调控趋势的有个基因398个基因,说明Fis在对数期的调控是瞬间的,且很快发生变化。转录组分析还预测了50个可能的sRNA,且部分受Fis蛋白的调控,这部分还需要进一步研究。(本文来源于《南开大学》期刊2013-05-01）
林文娜[8]（2011）在《施氏假单胞菌碳代谢抑制蛋白Crc的功能鉴定及其固氮条件下的全局调控机制》一文中研究指出当生长介质中存在多种碳源时,细菌通常利用优先碳源,同时抑制其它碳源的代谢而达到最佳生长,这种现象称为碳代谢物抑制。不同细菌的碳代谢物抑制调节机制和调控蛋白存在差异,主要通过在转录水平和翻译水平发挥作用。Crc蛋白是假单胞菌碳代谢调控的全局性调控因子,其在联合固氮菌施氏假单胞中的研究未见报道。本研究通过突变株构建、代谢谱分析、酶活测定等方法分析Crc在苯甲酸代谢和固氮过程中的生物学功能;同时利用表达谱技术研究Crc转录组,分析碳氮偶联调控中Crc可能的靶基因,从而探讨Crc参与固氮调控的分子机制。取得的主要研究结果如下:基因组分析表明,固氮施氏假单胞菌A1501拥有一个与铜绿假单胞菌crc高度同源的基因,氨基酸序列一致性达88%。通过叁亲结合的方法构建了crc基因的缺失突变株。突变株在LB及A15限制培养基都能正常生长。当葡萄糖与苯甲酸同时存在时,突变株中葡萄糖抑制苯甲酸的能力下降。实时定量RT-PCR证明,在混合碳源培养条件下,突变株中苯甲酸和邻苯二酚降解的关键基因benA和catB相比野生型分别上调50和25倍,说明Crc影响了混合碳源中的芳香族化合物的降解,表现出碳代谢物抑制的调控功能。Biolog实验表明突变株对α-D-葡萄糖和葡萄糖酸等碳源的利用能力显着增强。此外,我们还发现Crc的突变影响了细菌的趋化能力,说明A1501中Crc的功能是多样的,除了影响碳源利用外,还对其他的某些途径存在着调节作用。与野生型相比,突变株的固氮酶活降低了30%。RT-PCR结果显示固氮条件下突变株中固氮酶结构基因nifH的表达量下调了30多倍。进一步实验构建了nifH基因的启动子与lacZ的融合载体,并检测报告基因lacZ的表达活性,结果表明,固氮条件下突变株中nifH基因的启动子活性只有野生型菌中的1/5到1/3。以上结果提示我们,在固氮施氏假单胞菌A1501菌中Crc可能通过某种尚未发现的方式影响了固氮基因的表达,这个现象在其他微生物中从未报道。为了研究Crc在固氮条件下的全局性调控机制,通过高通量测序手段对野生型和突变株在固氮条件下的转录组进行了测定。转录组分析表明crc突变株与野生型相比共有498个基因转录表现出显着差异(变化倍数大于2),其中108个基因表达明显上调,而390个基因的表达受到显着抑制,表明这些基因受crc的直接或间接影响。变化最明显的基因主要是与能量产生及转换相关的基因,碳源转运及代谢相关基因,氨基酸转运及代谢基因以及无机离子代谢及转运的相关基因等。转录组分析发现A1501固氮岛内59个固氮基因中有51个发生显着下调,此外,参与氮代谢调控的关键基因glnK,amtB等也表达下调,这表明Crc可能通过某种直接或者间接的机制影响了氮代谢,进而对固氮基因的表达产生影响,表现出酶活下降的表型。采用大肠杆菌BL21 (DE3)菌株表达了Crc蛋白,该蛋白分子量约30kDa,可用于下一步的Crc与调控靶标的分子互作研究。上述研究成果将为固氮微生物的碳代谢物抑制调控机制及碳氮偶联调控网络的揭示奠定重要的理论基础。(本文来源于《中国农业科学院》期刊2011-06-01）
周正富[9]（2011）在《耐辐射异常球菌转录调节蛋白IrrE增强大肠杆菌盐胁迫抗性的全局调控机制》一文中研究指出耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans)具有极强氧化胁迫抗性和电离辐射抗性。该菌中发现的IrrE是异常球菌属特异的全局调控因子,在DNA损伤修复、胁迫应答以及保护途径起到一个中心调控作用,并能显着增强模式生物大肠杆菌和烟草的耐盐能力。然而,IrrE在异源生物中的作用机制尚不清楚。本论文将IrrE导入大肠杆菌中,研究其对受体细胞氧化、高温和盐胁迫抗性的影响,并进行了蛋白质组和转录组分析。取得主要研究成果如下:1.在正常生长条件下,IrrE蛋白能够延长大肠杆菌生长对数期,提高细胞生物量,表明IrrE能增强大肠杆菌一般胁迫抗性。BioLog 95底物利用分析表明,与对照菌株相比,重组菌株对22种碳源的利用能力显着降低,相反对山梨醇的利用能力显着提高。蛋白质组和转录组分析结果显示,IrrE重组大肠杆菌中参与海藻糖的合成、核苷酸合成、碳源利用、氨基酸利用、酸抗性等途径的基因表达差异显着。一系列具有调节功能的基因表达差异显着,其中evgA、appY、gadE、gadW、gadX、yhiF和asnC上调,purR、betI、cynR、mhpR、prpR、tdcA和kdgR下调。表明异源表达的IrrE可能通过转录级联放大反应在宿主细胞中发挥全局调控的作用。2.不同盐浓度冲击1 h后,IrrE能够提高大肠杆菌的存活能力;在1.0 M盐浓度下培养24 h,IrrE能提高大肠杆菌的生长能力;在高温和过氧化氢处理条件下,IrrE能提高大肠杆菌的存活能力。上述结果表明,IrrE在大肠杆菌中异源表达增强其胁迫抗性。为了研究IrrE提高大肠杆菌耐盐抗性的全局调控机制,本论文分析了1.0 M盐冲击下重组大肠杆菌与对照菌的蛋白图谱。结果表明,高浓度盐冲击下,重组菌株中126个蛋白表达显着上调,110个蛋白表达显着下调。其中包括一系列环境胁迫诱导蛋白,如胁迫反应转录因子RpoS、胁迫反应调控蛋白Dps、分子伴侣DnaK、热激蛋白HslU、渗透胁迫诱导蛋白OsmY、噬菌体诱导蛋白PspA、过氧化氢酶KatE、一般胁迫反应蛋白YhbO、分子伴侣Tig和胁迫条件诱导蛋白酶Lon等表达量显着提高。此外,盐冲击条件下细胞内甘油降解途径相关酶蛋白表达下调,同时甘油含量测定结果表明,重组菌株胞内甘油含量明显提高。表明IrrE引起胞内甘油积累,是重组大肠杆菌增强盐胁迫抗性的策略之一。3.迄今发现的4个IrrE均来自异常球菌属,其蛋白一级结构相对保守。N-端结构域的氨基酸序列有较大差异,但均含有一个锌依赖型多肽酶结构。为研究N-端结构域的生物学功能,对耐辐射异常球菌IrrE的N-端进行了截短分析,回补耐辐射异常球菌IrrE突变株发现,N-端的18、26、43个氨基酸残基缺失的IrrE突变体能恢复突变菌株的紫外和电离辐射抗性,但N-端的160个氨基酸残基缺失不能恢复其抗性。本研究将为揭示微生物的环境适应进化和盐胁迫抗性机制,并进一步开展IrrE基因改良植物与微生物性状等研究奠定工作基础。(本文来源于《中国农业科学院》期刊2011-05-01）
侯晓光[10]（2010）在《盐胁迫下耐辐射全局调控蛋白IrrE在大肠杆菌及其rpoS突变株中的功能研究》一文中研究指出耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurance)作为耐辐射微生物的代表,具有对电离(γ射线)和紫外(UV)辐射、氧化、干燥等胁迫以及其他DNA损伤试剂的极端抗性。研究发现,该菌中的IrrE蛋白(亦作PprI,DR0167)能显着增强DNA修复系统中的关键酶RecA和PprA的表达,并参与了辐射应答过程中的信号传导,被认为是辐射应答的总开关。IrrE蛋白具有较高的保守性,仅在该属菌株中发现其同源物,这些同源物在功能上互补。IrrE蛋白在大肠杆菌(Escherichia coli)中的异源表达能显着提高宿主菌对辐射、氧化、高盐、高温和高渗等逆境胁迫的耐受能力,并赋予转基因油菜对盐胁迫的抗性。本论文是在前期的研究基础上,开展IrrE蛋白增强大肠杆菌耐盐能力的研究,探讨该蛋白提高宿主菌的渗透胁迫抗性的机制,为irrE基因将来在转基因植物的应用中提供理论依据。本试验利用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography)和原子吸收光谱法(atomic absorption spectrometry)测定在盐胁迫条件下IrrE表达的大肠杆菌细胞中渗透保护物含量,结果表明IrrE蛋白在大肠杆菌中异源表达后,显着提高了宿主菌在盐胁迫条件下海藻糖和甘油等渗透保护物的含量,而其他渗透保护物,如钾离子和甜菜碱的含量并无显着变化。利用实时荧光定量PCR的方法分析了与渗透相关的功能基因和调控基因的转录水平变化,其结果表明,在正常条件下和盐冲击条件下编码海藻糖合成酶的基因——otsA和otsB均高水平表达,而海藻糖降解基因treB和treC的表达水平显着下降,甘油降解相关基因的表达水平也有下降。同时,我们对耐酸相关基因、卷曲纤毛(curli)合成基因以及与胁迫调控因子RpoS代谢相关基因表达的分析发现,在大肠杆菌中这些基因的转录水平发生了显着的变化,暗示IrrE蛋白可能具有多方面的调控作用。RNA聚合酶的主要识别因子RpoS作为胁迫反应的调控因子,其基因表达水平增加,推测IrrE通过RpoS介导的胁迫应答在提高细胞胁迫抗性中发挥着重要的作用。RpoS控制了大肠杆菌大约10%的基因表达,其中许多为抗逆相关基因。为进一步研究IrrE蛋白及大肠杆菌胁迫调控因子RpoS在增强宿主菌株盐胁迫抗性中的作用。我们首先用western blot实验证实IrrE蛋白在大肠杆菌rpoS突变株中表达,然后非生物胁迫实验表明,IrrE没有显着提高rpoS突变株在高温、氧化和盐胁迫等逆境下的生存率;转irrE基因的rpoS突变株与转空载体的rpoS突变株含盐条件下的生存曲线也没有显着的差异;Biolog试验同样表明这两株菌的代谢图谱没有发生显着的变化。这些结果表明环境胁迫调控因子RpoS在耐辐射全局调控蛋白IrrE增强大肠杆菌逆境胁迫抗性的过程中具有重要的作用。但有关IrrE与RpoS的相互作用以及具体的作用机制仍需进一步的研究。本试验的结果将为进一步探讨和揭示IrrE的调控机制提供理论基础和研究思路。(本文来源于《中国农业科学院》期刊2010-06-01）
全局调控蛋白论文开题报告
（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：
营养胁迫是细菌生理过程中最普遍的环境胁迫因子,细菌通过控制rRNA合成以及信号分子(p)ppGpp介导的严谨反应,快速改变基因的表达,以适应营养环境的变化。已有研究发现一些细菌存在类似于真核HMGA(high-mobility group A)的全局调控蛋白CarD,在细菌参与营养胁迫和非生物胁迫反应调控中发挥着重要作用。耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans)具有对极端恶劣环境极强的适应能力,基因组序列分析显示该菌含有一个CarD蛋白。但是,耐辐射异常球菌CarD是否参与细胞生长和营养胁迫反应的调控,以及如何控制rRNA以及(p)ppGpp合成的作用机制尚不清楚。本研究通过构建耐辐射异常球菌CarD突变株、表型分析、β-半乳糖苷酶活性测定、qRT-PCR、CHIP、蛋白质组学等对CarD在营养等胁迫反应的调控进行了研究,取得如下结果:1.CarD蛋白序列同源比较显示异常球菌属的CarD蛋白具有很高的相似性,在系统进化过程中来源于同一个祖先。耐辐射异常球菌与已报道的其他属细菌CarD相似性最高的是Thermus aquaticus,与粘细菌、分枝杆菌的CarD亲缘关系较远,属于不同的进化分支。粘细菌CarD共316个氨基酸,与CarG蛋白形成全局转录调控复合体,而分枝杆菌和耐辐射异常球菌没有类似CarG的蛋白质,而且CarD长度比较短,分别为162和169个氨基酸。分枝杆菌和耐辐射异常球菌的CarD蛋白相似性也很低(26%)。由此推测耐辐射异常球菌CarD与已报道的粘细菌、分枝杆菌的CarD功能存在差异。2.在营养胁迫条件下,carD基因的表达显着增加(2倍以上),表明carD基因受营养饥饿诱导。为了研究耐辐射异常球菌CarD的功能,我们构建了carD缺失突变株、回补株和过表达菌株,发现在正常条件和营养胁迫下,carD基因缺失均导致16S r RNA基因表达上调2倍以上;而relA基因在营养胁迫条件下表达显着下调(2倍)。利用报告基因lacZ分析16S rRNA和relA基因启动子活性的结果表明CarD抑制16S r RNA合成、激活relA基因表达。CHIP实验结果显示CarD蛋白与16S rRNA和relA基因启动子互作。为进一步研究CarD调控作用,我们构建了过量表达菌株,发现16S rRNA基因的过量表达导致细胞在营养胁迫下生长速率下降,对热胁迫敏感,UV辐射抗性增强,与carD缺失突变株的表型一致。此外,我们构建了(p)ppGpp合成/水解酶缺失突变株,由于耐辐射异常球菌有2个与(p)ppGpp合成/水解酶相关的基因(rel A和relQ),通过对relA和relQ单、双突变株及回补株的细胞生长分析发现relA和relQ缺失突变导致细菌对氨基酸饥饿、H_2O_2和热胁迫敏感,与carD缺失突变株的表型一致。进一步分析发现relA和relQ双突变菌株不能在限制性培养基中生长,而过量表达合成酶基因(relQ)或RelA合成保守结构域片段(编码RelA N’端HDc和RSD结构域的DNA序列)导致细胞生长能力显着下降。已有的研究表明(p)ppGpp作为信号分子通过触发细胞的严谨反应对生长速率进行调节,具有(p)ppGpp合成和水解酶活性双功能的RelA在控制细胞内(p)ppGpp含量发挥关键性作用。因此,在营养胁迫条件下,耐辐射异常球菌CarD通过激活relA基因表达,控制细胞内(p)ppGpp的含量,抑制细胞生长。3.研究结果表明耐辐射异常球菌CarD与至今研究最为深入的分枝杆菌和粘细菌的CarD之间具有类似的功能,同时存在一定差异。酵母双杂实验显示耐辐射异常球菌CarD与RAN聚合酶β’亚基互作,这与分枝杆菌的研究结果相符;粘细菌中CarD受蓝光诱导,参与类胡萝卜素的合成调控,而耐辐射异常球菌CarD受营养、氧化和UV胁迫诱导。并且,CarD除参与营养胁迫反应的调控外,还直接或间接地参与氧化、UV辐射等胁迫反应。CarD作为全局调控蛋白参与多重胁迫反应的作用机制还有待进一步研究。综上所述,耐辐射异常球菌CarD在逆境胁迫尤其是营养胁迫过程中通过负调控16S rRNA基因表达,或激活(p)ppGpp合成/水解酶relA基因的表达,控制细胞内(p)ppGpp的含量,调节细胞生长速率,在营养胁迫反应过程中起负调控作用。
（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。
全局调控蛋白论文参考文献
[1].杨智敏.固氮施氏假单胞菌碳代谢物抑制蛋白Crc的全局调控机制[D].华中农业大学.2019
[2].王金辉.营养胁迫下耐辐射异常球菌全局调控蛋白CarD的负调节机制[D].中国农业科学院.2016
[3].杨粟.耐辐射奇球菌全局调控因子cyclicAMP受体蛋白的功能研究[D].浙江大学.2016
[4].陆秀红.十字花科黑腐病菌转录后全局调控蛋白RsmA_(Xcc)调控生物被膜形成的分子机理研究[D].广西大学.2014
[5].唐东阶,钟婉莹,秦春铃,唐纪良,晁耐霞.大肠杆菌全局调控蛋白CsrA中抑制十字花科黑腐病菌胞外蛋白酶活性所必需的氨基酸残基的鉴定[J].基因组学与应用生物学.2013
[6].陈震,周正富,张维,陈明,宋渊.耐辐射异常球菌全局调控蛋白IrrE的研究进展[J].生物技术进展.2013
[7].王慧.Fis蛋白在沙门氏菌中的全局调控网络及其对致病岛的调控机制研究[D].南开大学.2013
[8].林文娜.施氏假单胞菌碳代谢抑制蛋白Crc的功能鉴定及其固氮条件下的全局调控机制[D].中国农业科学院.2011
[9].周正富.耐辐射异常球菌转录调节蛋白IrrE增强大肠杆菌盐胁迫抗性的全局调控机制[D].中国农业科学院.2011
[10].侯晓光.盐胁迫下耐辐射全局调控蛋白IrrE在大肠杆菌及其rpoS突变株中的功能研究[D].中国农业科学院.2010
标签：施氏假单胞菌A1501; 碳代谢物抑制; 生物固氮; 全局调控;