面包酵母Tup1阻遏子介导麦芽糖代谢调控的机理研究与麦芽糖酶的分子改造

基本信息
批准号:31571809
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:张翠英
学科分类:
依托单位:天津科技大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:董健,林雪,李维,柏晓雯,徐佳,刘小二
关键词:
蛋白代谢基因
结项摘要

Maltose utilization of baker’s yeast is the key factor in lean dough leavening, understanding regulation mechanism of maltose metabolism in baker’s yeast is therefore of great importance to both academic and industrial research. In our previous study, it was found that TUP1 single-gene deletion is possible in its negative effect limited to the alleviation of glucose repression and the maltase activity is inhibited by the end product. Our results proved the more crucial role of maltase than maltose permease on maltose fermentation of baker’s yeast in lean dough. But the mechanisms of these new discoveries are still unknown. In this study, three functional regions of Tup1 from an industrial baker’s yeast strain will be deleted and expressed, respectively. Maltose fermentation properties, the mRNA levels of MAL genes, and maltase activity along with maltose permease activity of the mutant strains will be further detected to determine the roles of three functional regions of Tup1 on maltose metabolism in baker’s yeast. After the research is finished, the regulation mechanism of maltose metabolism in baker’s yeast will be better understood. The mechanism in cases of product inhibition will be deeply discussed by activity determination and property analysis on maltase of different length. A random mutant library of maltase will be constructed using error-prone polymerase chain reaction (PCR) of the open reading frame of the MAL62 gene from an industrial baker’s yeast strain for improving the activity of maltase. Then the important functional sites and regulatory motifs in maltase will be identified. The results will be also of great importance to both breeding of non-lagging strains of baker’s yeast and the research of other sugar metabolic mechanism.

面包酵母麦芽糖代谢能力是影响无糖或低糖面团发酵力的关键因素。在本申请者前一项自然基金及其后续研究中,发现Tup1阻遏子的完全缺失对减弱麦芽糖代谢的葡萄糖阻遏却是反作用;首次证明麦芽糖酶是面包酵母麦芽糖代谢的速度限制因子,并发现麦芽糖酶存在产物直接抑制作用,但这些具体机理并不清楚。本课题在此基础上,以工业面包酵母为出发菌株,通过敲除和过表达Tup1的三个功能域,比较分析麦芽糖发酵能力,结合MAL转录水平、酶活力分析,深入研究Tup1不同功能域在酵母麦芽糖代谢中的功能,完善酵母麦芽糖代谢的葡萄糖调控机制;通过理性设计分子修饰深入研究麦芽糖酶的产物抑制机理,揭示麦芽糖酶的重要调节域,去除产物葡萄糖的直接抑制作用;利用易错PCR构建麦芽糖酶随机突变文库,揭示麦芽糖酶的重要功能位点,提高麦芽糖酶活性,为不加糖面团快速发酵面包酵母菌种的选育奠定良好的基础,同时对其它糖类的代谢研究也具有重要的指导意义。

项目摘要

面包酵母是发酵面食制作过程中重要的微生物发酵剂和疏松剂,其发酵性能的好坏直接影响着面食产品的质量。随着人们生活水平的提高,面包也会普遍以咸面包为主,制作过程中面团不加糖或低糖。在不加糖面团中含有一定量的麦芽糖、葡萄糖、果糖等可发酵糖类,但其中麦芽糖的含量占70%以上,因此酵母的麦芽糖代谢速度成为影响不加糖面团发酵力的关键因素,也是衡量面包酵母产品质量最根本的性能指标之一。在本申请者前一项自然基金及其后续研究中,发现Tup1阻遏子的完全缺失对减弱麦芽糖代谢的葡萄糖阻遏却是反作用;首次证明麦芽糖酶是面包酵母麦芽糖代谢的速度限制因子,并发现麦芽糖酶存在产物直接抑制作用,但这些具体机理并不清楚。本课题在此基础上,以工业面包酵母为出发菌株,通过敲除和过表达Tup1的三个功能域,比较分析了麦芽糖发酵能力,结合MAL转录水平、酶活力分析,深入研究了Tup1不同功能域在酵母麦芽糖代谢中的功能,完善了酵母麦芽糖代谢的葡萄糖调控机制;通过Snf1蛋白激酶α、γ、β亚基的SNF1、SNF4、GAL83分别进行敲除、过表达和基因同时过表达,揭示了Snf1蛋白激酶在解除葡萄糖对次级碳源代谢阻遏中有着重要的作用;通过理性设计分子修饰深入研究了麦芽糖酶的产物抑制机理,揭示了麦芽糖酶的重要调节域,去除产物葡萄糖的直接抑制作用;利用易错PCR构建了麦芽糖酶随机突变文库,揭示了麦芽糖酶的重要功能位点,提高了麦芽糖酶活性,为不加糖面团快速发酵面包酵母菌种的选育奠定了良好的基础,同时对其它糖类的代谢研究也具有重要的指导意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:
3

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190411-143
发表时间:2020
4

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

DOI:
发表时间:2021
5

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019

张翠英的其他基金

相似国自然基金

1

面包酵母麦芽糖酶抗葡萄糖阻遏的分子遗传机制研究

批准号:31000043
批准年份:2010
负责人:张翠英
学科分类:C0104
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
2

面包酵母麦芽糖酶耐冷冻的分子机制研究

批准号:31701569
批准年份:2017
负责人:孙溪
学科分类:C2003
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
3

天然木糖利用麦芽糖假丝酵母葡萄糖阻遏效应及其调控机理研究

批准号:31270098
批准年份:2012
负责人:王钦宏
学科分类:C0103
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
4

面包酵母海藻糖代谢机制与耐冷冻机理的研究

批准号:31171730
批准年份:2011
负责人:肖冬光
学科分类:C2003
资助金额:60.00
项目类别:面上项目