凝结芽孢杆菌磷酸盐响应启动子的研究

作     者：祁肖肖 王丽敏 于波 QI Xiaoxiao;WANG Limin;YU Bo

作者机构：中国科学院微生物研究所微生物生理与代谢工程研究室北京100101 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《微生物学报》 (Acta Microbiologica Sinica)

年 卷 期：2024年第64卷第5期

页      面：1538-1549页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071007[理学-遗传学] 

基　　金：国家自然科学基金(31970025,32070026) 内蒙古自治区“揭榜挂帅”项目(2022JBGS0007) 

主　　题：凝结芽孢杆菌 磷酸盐响应 启动子 乳酸脱氢酶 

摘      要：耐热凝结芽孢杆菌因其对营养要求简单、发酵产物浓度高以及耐高温等特点,已成为乳酸发酵的主要菌种。在前期的研究中,我们发现磷酸盐可以激活凝结芽孢杆菌L-乳酸脱氢酶基因的转录,从而提高乳酸产量。然而,磷酸盐如何激活乳酸脱氢酶的基因表达,目前还不清楚,也未有类似的研究报道。【目的】对凝结芽孢杆菌响应磷酸盐的调控机制进行研究。【方法】通过RT-PCR分析磷酸盐添加时凝结芽孢杆菌乳酸脱氢酶转录水平变化,确定响应磷酸盐的关键元件区域,进一步通过分子生物学手段,分析凝结芽孢杆菌响应磷酸盐的关键基因片段。【结果】确定了响应磷酸盐的关键元件位于乳酸脱氢酶基因上游启动子区,解析了响应磷酸盐的L-乳酸脱氢酶启动子核心区,利用该启动子及核心区能够有效驱动外源D-乳酸脱氢酶基因的表达,实现在凝结芽孢杆菌中D-乳酸的合成。【结论】本研究有望获得一种新的响应磷酸盐的调控元件,为提高其他生物化学品的合成效率改造提供参考。