(硕士论文)Cytophaga+hutchinsonii中结晶纤维素降解相关基因功能的研究.pdf

摘要目前的研究表明其降解纤维素的机制与众不同,因此本文以自杀质粒为载体,将待敲除基因同源片段通过酶切连接与其连接,现代经济的发展依赖于化石资源如石油、煤炭、天然气等的开发。而这类资源为不可再生资源,已面临短缺。可再生资源的开发利用日益引起各国政府的重视。作为可再生资源的重要组成部分,生物质资源有着其他资源不可替代的优势。纤维素是地球上含量最为丰富的一类生物质资源。以其为原料生产燃料乙醇被认为是燃料乙醇产业的重要发展方向之一。但是由于目前纤维素转化效率低、成本高等因素,燃料乙醇目前和石油依然无法竞争。哈氏噬纤维菌亲匀唤缰泄惴捍嬖诘目沙沟捉到饨峋纤维素一类好氧细菌。其在降解纤维素方面有着降解彻底,降解速度快等特点。但是被美国能源部列入其基因组计划,并于年完成其娜ɑ蜃椴庑蚬ぷ鳌1疚哪庠诖嘶∩开展相关工作,对纤维素降解相关基因的功能进行初步的探讨,为进一步揭示其纤维素降解机制打下基础。本文从谢竦肅中与结晶纤维素降解相关基因,运用多种生物信息学软件如、确治鲂蛄械南喙匦畔ⅰMü治龇现,内切纤维素酶基因的催化结构域集中于虶家族,而黄咸烟擒彰冈虼都属于易濉F渲蠧有着特殊的结构。它由一个易宕呋峁褂和一个推测为鄣暗慕峁棺槌伞4铀慕峁股衔颐峭撇猓飧龅鞍卓赡茉谀ど闲成一个通道,在纤维素降解中起到重要的作用。。通过检测发现,以有机质为培养基,不同碳源萄糖和纤维素嘌榭鱿拢鼵,其他几个检测的基因差异都不大。而以无机盐为培养基,不同碳源培养情况下,各基因转录情况相近。结果说明,中检测的这几个纤维素降解基因在转录水平上差异不大,可能存在转录后调控。然后将构建好的载体通过甤的接合能力转化入中,让其依靠同源重组将载体插入待敲除基因中,达到中断基因的作用。目前采用多种策略构建好多个’
在葡萄糖、纤维二糖、微晶纤维素、磷酸膨胀纤维素为碳源情况下生长和产酶的差异。通过比较发现,在以葡萄糖或纤维二糖为碳源时,次发现该菌生长过程中积累胞外还原糖的现象。分子、生化方面的初步研究,我们对该茵降解纤维素的机制有了初步的了解,为进一步揭示其纤维素降解机制奠定了良好基础。含同源片段的基因敲除质粒。但在将其转化进过程中碰到不少困难,目前已获得一个的敲除突变子,对其验证的工作正在进行。基因敲除困难的主要原因是接合转化的效率太低,考虑到这一点,我们也尝试了电转化的方法。本文比较了生长几乎无延迟期,胞外基本检测不到酶活,且在碳源耗尽后,其也会迅速降低,推测是菌体自溶造成的结果。微晶纤维素或磷酸膨胀纤维素培养情况下,菌体的生长量明显低于可溶性碳源为底物的培养条件,胞外都可检测到较高的内切纤维素酶活,且磷酸膨胀纤维素条件下的产酶是微晶纤维素的左右。研究表明纤维素底物对的纤维素酶产生有明显的诱导作用。同时我们发现在以磷酸膨胀纤维素为碳源时胞外可累积还原糖。这是首通过这些对关键词:哈氏噬纤维菌实时定量蚯贸盏山东大学硕士学位论文Ⅱ
,,..甀瑃.,—山东大学硕士学位论文琫...甌琣珻一瓸.
..甌..·瓹,瓼篻,,,.,:,,,.’,.
论文中的缩写词表鏲纤维二糖氧化酶—,内切纤维素酶外切纤维素酶纤维二糖酶催化结构域纤维二糖::
—第一章前言纤维素降解的研究意义姜世界粮油组织预测到年以生物质资源为主的可再生资源将提供全世界%的电世界经济的现代化得益于化石能源,如石油、天然气与煤炭的广泛的投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。然而据估计,这一经济的资源载体在世纪上半叶即将迅速接近枯竭。R虼怂孀兰偷牡嚼矗茉次;到人们的重视,寻找替代能源也成为迫切需要。在这过程中,可再生资源越来越受到人们的青睐。生物质资源是可再生资源中储量最为丰富的一种,它主要包括农业废弃物、森林废弃物、动物粪便等。纤维素是生物质资源的最主要组成部分。,我国仅秸秆类农业废弃物每年就达诙帧力和%的燃料。生物质资源的开发利用对于我们这样一个人口众多,资源匮乏的国家来说更具重要的战略地位和社会意义。国家“十一五”规划中也将生物质资源的利用作为重要的一项。预计到年,全国生物质发电装机总量将达到蚯撸非粮原料燃料乙醇利用量增加蚨郑锊裼湍昀昧看锏蚨郑醪绞迪生物质能商业化和规模化利用】。【.山东大学硕士学位论文兰蠢;盖甀琯
纤维素降解的研究进展以上,干重占植物干重的.%。通常,纤维素嵌入半纤维素、木素等物质,形成结晶区和非结晶区交错构成。结晶区的纤维素中大量的羟基基团形成数目庞大的氢元形成