嗜热毁丝霉木糖代谢调控机制研究

作     者：陈美欣 顾淑莹 刘佳 刘浩 李金根 田朝光 

作者机构：天津科技大学生物工程学院 中国科学院天津工业生物技术研究所 

出 版 物：《中国农业科技导报》 (Journal of Agricultural Science and Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 07[理学] 071005[理学-微生物学] 10[医学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018FYA0900500) 

主　　题：嗜热毁丝霉 木糖代谢 转录调控 Cre-1 XlnR 

摘      要：为提高发酵菌株的木糖利用速率，以嗜热毁丝霉为体系，利用遗传学手段及转录组学技术，探究丝状真菌嗜热毁丝霉木糖代谢的调控机制。结果表明，在嗜热毁丝霉中，转录因子XlnR能够正向调控木糖代谢和转运以及半纤维酶的表达，是木糖条件下孢子萌发的必需因子。在木糖条件下，突变体ΔxlnR孢子丧失了萌发的能力，并且菌丝木糖利用速率显著降低，而过表达xlnR使得木糖利用速率提升14.2%。转录组数据表明，敲除xlnR导致木聚糖水解酶基因、木糖转运蛋及代谢相关基因的转录水平显著降低。全局调控因子Cre-1是木糖及葡萄糖代谢的抑制因子，敲除cre-1后显著提升嗜热毁丝霉木糖和葡萄糖利用速率；同时，Cre-1可直接抑制xlnR及自身的表达。通过过表达木糖代谢激活因子XlnR编码基因xlnR，同时敲除抑制因子Cre-1编码基因cre-1，嗜热毁丝霉木糖利用速率提高100%。以上研究结果为生物质高效利用底盘细胞的创建提供了良好的出发菌株。