论文总字数：23746字

摘 要

谷氨酸棒杆菌菌株能够在以木糖为唯一碳源的培养基中生长。然而，它表现出了在葡萄糖存在时木糖消耗被抑制的主要缺点。到目前为止，有大量的报告显示在谷氨酸棒杆菌中ptsG基因在糖代谢中参与葡萄糖特异性转运。近来，我们发现ptsG对木糖利用率的影响并研究了ptsG基因在谷氨酸棒杆菌中的木糖利用。我们的研究目的是提高木糖消耗以及同时利用葡萄糖和木糖。该ptsG缺失突变体可以生长在木糖为唯一碳源的培养基上。一个缺乏ptsH（一种PTS基因）突变体，表现出类似的现象。而互补的ptsG基因突变体ΔptsG - ptsG恢复同NC- 2菌株一样在木糖上成长的能力。这些都表明ptsG基因不仅是糖代谢必需的，同时对木糖的利用也很重要。一个ptsG高度表达的重组菌不能加速葡萄糖或木糖代谢。当菌株在葡萄糖和木糖的混合糖有氧条件下培养，葡萄糖和木糖不能同时使用。有趣的是， ΔptsG菌株缺氧的条件下可以共同利用的葡萄糖和木糖，虽然葡萄糖和木糖的消耗率急剧下降。它是谷氨酸棒杆菌中ptsG基因对于木糖利用的第一份报告。

关键词 谷氨酸棒杆菌 ptsG基因 木糖利用 生物质水解 同时利用

Abstract

Corynebacterium glutamicum strains NC-2 were able to grow on xylose as sole carbon sources in our previous work. Nevertheless, it exhibited the major shortcoming that the xylose consumption was repressed in the presence of glucose. So far, in C.glutamicum there are amounts of report on ptsG gene, the glucose-specific transporter, involved in glucose metabolism. Recently, we found ptsG had influence on xylose utilization and investigated the ptsG gene in response to xylose utilization in Corynebacterium glutamicum with the aim to improve xylose consumption and simultaneously utilized glucose and xylose. The ptsG-deficient mutant could grow on xylose, while exhibit noticeably reduced growth on xylose as sole carbon sources. A mutant deficient in ptsH, a general PTS gene, exhibited a similar phenomenon. When complementing ptsG gene, the mutant ΔptsG-ptsG restored the ability to grow on xylose as same as NC-2. These indicate ptsG gene is not only essential for metabolism on glucose but also important in xylose utilization. A ptsG-overexpressing recombinant strain could not accelerate glucose or xylose metabolism. When strains were aerobically cultured in a sugar mixture of glucose and xylose, glucose and xylose could not be utilized simultaneously. Interestingly, the ΔptsG strain could co-utilize glucose and xylose under oxygen-deprived conditions , though the consumption rate of glucose and xylose dramatically declined. It was the first report of ptsG gene in response to xylose utilization in C. glutamicum.

Key words:Corynebacterium glutamicum • ptsG • xylose utilization • biomass hydrolysate •Simultaneous utilization

目录

摘要 I

ABSTRACT II

目录 III

第一章 文献综述 1

1.1 木糖的生产研究概况 1

1.1.1 木糖的理化性质 1

1.1.2 木糖的应用前景 2

1.2 木糖的利用方法概述 2

1.2.1 木糖的应用方式 2

1.2.2 木糖利用途径的构建及研究 4

1.3 谷氨酸棒杆菌利用木糖的基因工程研究 5

1.3.1 问题的提出 5

1.3.2 ptsG基因概述 6

1.4 本实验研究的内容和主要意义 6

1.4.1 实验内容 6

1.4.2 实验意义 6

第二章 材料与方法 7

2.1 实验材料 7

2.1.1 菌种和质粒 7

2.1.2 实验试剂 8

2.1.3 实验仪器 9

2.2 实验方法 10

2.2.1 培养基和培养条件 10

2.2.2 引物设计 11

2.2.3 谷氨酸棒杆菌电转感受态细胞制备及电转化条件 11

2.2.4 培养流程 12

2.2.5 质粒的构建 12

2.2.6 酶测定法 13

2.2.7 分析方法 13

第三章 结果与讨论 14

3.1 谷氨酸棒杆菌中ptsG基因的敲出和互补分析对木糖利用的影响 14

3.2 谷氨酸棒杆菌中的PTS依赖性木糖的吸收 17

3.3 ptsG基因同时利用木糖和葡萄糖的影响 20

第四章 结论与展望 24

4.1 结论 24

4.2 展望 24

参考文献 25

致谢 28

第一章 文献综述

1.1 木糖的生产研究概况

1.1.1 木糖的理化性质

　　　木糖的溶解度：木糖为细针状晶体，外观白色细小结晶或粉末，味甜，甜度相当于蔗糖的0.7；熔点为153～154℃，有变旋现象； 20℃时溶解度为100g水中可溶解木糖51.24g，在同等温度条件下，其饱和溶液的粘度比木糖醇、葡萄糖均小[1,2]。

请支付后下载全文，论文总字数：23746字