施氏假单胞菌乳酸代谢相关蛋白及其分子调控机制研究

微生物乳酸代谢涉及NAD依赖型乳酸脱氢酶和NAD非依赖型乳酸脱氢酶（iLDH）。iLDH多为诱导型表达且在乳酸代谢中起关键作用，因而其表达调控机制的研究对于微生物乳酸代谢调控机制研究具有重要意义。施氏假单胞菌SDM能够以乳酸为唯一碳源生长，根据前期研究结果推断该菌株中乳酸代谢关键酶为乳酸诱导表达的L-iLDH与D-iLDH；通过基因组比对分析，确定菌株SDM中D-iLDH与L-iLDH基因在基因组上相邻排列，且可能与乳酸透性酶基因、调节基因及操纵基因共同构成一个新的乳酸代谢操纵子，该操纵子结构及调控方式与目前报道的乳酸代谢操纵子均具有明显区别。本项目拟以施氏假单胞菌SDM为研究对象，通过基因敲除手段，揭示iLDH在该菌株乳酸代谢过程中的具体作用；采用生物化学与分子生物学手段相结合，分析验证该操纵子中调节基因的具体生物学功能，提出一种新型的乳酸代谢操纵子模型，阐明假单胞菌乳酸代谢调控机制。

微生物乳酸代谢涉及NAD依赖型乳酸脱氢酶和NAD非依赖型乳酸脱氢酶。NAD非依赖型乳酸脱氢酶多为诱导型表达且在乳酸代谢中起关键作用，因而其表达调控机制的研究对于微生物乳酸代谢调控机制研究具有重要意义。施氏假单胞菌SDM能够以乳酸为唯一碳源生长，根据前期研究结果推断该菌株中乳酸代谢关键酶为乳酸诱导表达的NAD非依赖型L-乳酸脱氢酶与NAD非依赖型D-乳酸脱氢酶；本项目前期首先对施氏假单胞菌SDM全基因组进行了测序，该菌株基因组序列拼接后总长度为4,242,853bp,共预测到3884个编码框（CDS），编码覆盖度为85.6%，其中能够预测功能的CDS共有2893个，该基因组序列已被提交于DDBJ/EMBL/GenBank服务器，序列号为AGSX00000000，各个contig序列编号为AGSX01000001至AGSX01000199。在此基础上通过序列比对分析获得了施氏假单胞菌SDM中的乳酸代谢操纵子各元件基因序列，通过pK18mob系统实现了施氏假单胞菌SDM 中NAD非依赖型L-乳酸脱氢酶的敲除,确定了NAD非依赖型L-乳酸脱氢酶与NAD非依赖型D-乳酸脱氢酶在施氏假单胞菌SDM中L-乳酸与D-乳酸代谢的关键作用。通过基因组比对分析，确定假单胞菌中NAD非依赖型L-乳酸脱氢酶与NAD非依赖型D-乳酸脱氢酶基因在基因组上相邻排列，且可能与乳酸透性酶基因、调节基因及操纵基因共同构成一个新的乳酸代谢操纵子，该操纵子结构及调控方式与目前报道的乳酸代谢操纵子均具有明显区别。本项目后期以铜绿假单胞菌XMG为研究对象；采用生物化学与分子生物学手段相结合，分析验证了铜绿假单胞菌XMG乳酸操纵子中调节基因与操纵基因的具体生物学功能，提出了一种新型的乳酸代谢操纵子模型，阐明了假单胞菌属微生物的乳酸代谢调控机制。