| 题名 | Clostridium papyrosolvens 纤维素酶系统的表达模式分析及cip-cel mRNA 剪切位点的确定 |
| 作者 | 王艺霖 |
| 答辩日期 | 2017-05 |
| 文献子类 | 硕士 ; 学位论文 ; 硕士 ; 学位论文 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 青岛 |
| 导师 | 溶纸梭菌 ; 解纤维梭菌 ; 纤维小体 ; 蛋白质组分析 ; cip-cel mRNA剪切 |
| 关键词 | 生化与分子生物学 |
| 其他题名 | 生物工程 |
| 学位专业 | 木质纤维素是地球上最为丰富的生物大分子，潜在可以代替化石能源生产可再生清洁能源。厌氧梭菌分泌的纤维小体能够高效降解木质纤维素，从而提升了纤维素基生物能源的产业化应用可能。纤维小体是一种胞外多蛋白亚基组成的纤维素酶复合超分子，其各亚基之间维持着一定的化学计量比，决定了其降解功能的行使。然而，由于缺乏对纤维小体各亚基比例控制机制的研究，难以对其进行适合于工业化生产的改造。针对这一问题，本论文围绕纤维小体的亚基表达及其化学计量比调控机制展开研究，为揭示纤维小体转录后水平的调控机制奠定基础，同时为超级纤维小体的人工设计和装配提供研究切入点和新的思路。 首先，为阐明纤维小体各亚基的化学计量比，对纤维小体在不同碳源下的表达模式进行了研究。通过蛋白质组学方法分析了中温纤维素降解梭菌Clostridium papyrosolvens在不同碳源（葡萄糖、纤维二糖、纤维素、玉米秸秆）培养条件下的胞外蛋白，结果表明，在不同碳源下，纤维小体相关蛋白，如糖苷水解酶家族、LacI转录调节因子、纤维蛋白聚糖锚定蛋白家族等表达具有显著差异。 其次，为阐明纤维小体各亚基间化学计量比的决定因素，基于前期在纤维素降解菌Clostridium cellulolyticum中发现的选择性RNA剪切保护机制（selective RNA cleavage mechanism, SRPS）精确调控纤维小体基因簇cip-cel中各基因差异表达的现象，进一步围绕cip-cel mRNA被核糖核酸酶（RNase）剪切的过程，对剪切识别位点和结构进行了鉴定。通过对剪切发生的基因间隔区序列进行一系列突变，发现富含AT区的颈环根部和未配对的鼓泡区等结构决定了RNase对cip-cel mRNA的识别和剪切。 最后，尝试进行了对cip-cel mRNA颈环结构进行识别和剪切的特异性RNase的确定。利用转录组分析，锁定了表达含量高，且与其他物种RNase同源性高的候选基因进行基因敲除，并对其识别和剪切功能进行了验证。通过II型内含子技术构建了候选基因Ccel_0605的基因敲除/敲降载体，实验发现Ccel_0605基因可能为梭菌生长的必需基因，一旦实现敲除/敲低梭菌便不能存活。 本论文针对纤维小体各亚基化学计量比调控机制进行研究，阐明了不同底物下纤维小体表达模式的差异，并对造成这种差异的剪切识别位点结构进行了鉴定，同时锁定了行使该剪切过程的核糖核酸酶。这些工作将为最终解析纤维小体各亚基化学计量比调控机制奠定研究基础，为人工设计超级纤维小体复合物提供理论依据，推进纤维素基生物能源的产业化进程。 关键词：溶纸梭菌，解纤维梭菌，纤维小体，蛋白质组分析，cip-cel mRNA剪切 |
| 英文摘要 | 中文;英文 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 1905-07-12 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.qibebt.ac.cn/handle/337004/9982]  |
| 专题 | 青岛生物能源与过程研究所_单细胞中心 |
| 作者单位 | 中国科学院大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王艺霖. Clostridium papyrosolvens 纤维素酶系统的表达模式分析及cip-cel mRNA 剪切位点的确定[D]. 青岛. 中国科学院大学. 2017. |
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