苜蓿中華根瘤菌中參與丙二酸代謝的matPQMAB操縱子的研究.pdf

1、石河子大學(xué)碩士學(xué)位論文苜蓿中華根瘤菌中參與丙二酸代謝的matPQMAB操縱子的研究姓名：王永寶申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：生物化學(xué)與分子生物學(xué)指導(dǎo)教師：孫杰;王彥章20090601A b s t r a c tT r i p a r t i t eA T P —i n d e p e n d e n tp e r i p l a s m i c ( T R A P ) t r a n s p o r t e r sf o r ma d i

2、s t i n c tc l a s so fE S R —d e p e n d e n t( e x t r a c y t o p l a s m i c s o l u t e r e c e p t o r ，E S R ) s e c o n d a r yt r a n s p o r t e r s w h e r et h e d r i v i n gf o m e f o r s o l u t ea c c u

3、m u l a t i o n i s a ne l e c t r o c h e m i c a l i o ng r a d i e n ta n dn o tA T P h y d r o l y s i s ．T h e y a r ep r e s e n t i n ad i v e r s er a n g e o f p r o k a r y o t e s ，b o t hb a c t e r i aa n da

4、 r c h a e a ．T R A P t r a n s p o r t e r sa r ean e wf a m i l yo f p e r i p l a s m i cs o l u t et r a n s p o r t s y s t e m s w h i c h c o m p o s e d o ft h r e e p r o t e i n c o m p o n e n t s o rd o m a i

5、 n s ；a n e x t r a c e l l u l a r s o l u t er e c e p t o ra n dt w o d i s t i n c ti n t e g r a lm e m b r a n e p r o t e i n so f u n e q u a l s i z e ．I nt h i ss t u d y , w em a i n l y m a k e ap r e l i m i

6、 n a r yr e s e a r c ha n di t s e x p r e s s i o n r e g u l a t i o no f t h em a t P Q M A Bg e n ec l u s t e ri n S i n o r h i z o b i u mm e l i l o t iR m l0 2 1 g e n o m i c ．G e n o m eb i o i n f o r m a t

7、i c sa n a l y s i s o f S ．m e l i l o t iR m l0 2 1 h a sb e e ns h o w e dt h a tf o u rc o n s e c u t i v eg e n eS M a 0 1 5 7 , S M a O l 5 5 ，S M a 0 1 5 1 ，S M a 0 1 5 0 w h i c h o nt h el a r g es y m b i o t

8、i c p l a s m i dA ( p S y m A ) c o n s t i t u t ea p o s s i b l eo p e r o nm a t P Q M A B , m a yb ef o r m a T R A Pt r a n s p o r ts y s t e m sw h i c hi n v o l v e d i n m a l o n a t et r a n s p o r t a t i

9、 o n ．T h e s ef o u r g e n e sh a s b e e nd e s i g n a t e d a sm 口t P ，m a t Q , m a t M A ，m a t B ．I n a d d i t i o n i n t h e d o w n s t r e a m o f t h em a t P Q M A Bo p e r o n t h e r e h a sat r a n s c

10、r i p t i o nr e g u l a t i o nf a c t o rG t r A ，m a y b e a b l et o r e g u l a t et h ee x p r e s s i o no f t h eo p e r o n ．I n o r d e rt o p r o v et h em a t P Q M A B o p e r o nf o r m s aT R A P t r a n s

11、 p o r t e rw h i c hi n v o l v e d i n m a l o n a t et r a n s p o r t a t i o n ，a sw e l l a s t h e e x p r e s s i o n a n d r e g u l a t e d b yG t r A ．W ec o n s t r u c t e d t h e p l a s m i d i n s e r t i

12、 o nm u t a n t so f g t r A ，m a t P ，m a t Q , m a t M A ，m a t B ，a n d as e r i e so f p h e n o t y p i ca n a l y s i so f s e l f - a n dt h es y m b i o t i cp h e n o t y p e ．T h em u t a n t s o fm a t P ，m a

13、t Q ，m a t M , 4 ，m a t BC a n n o t g r o wi n t h eM 9m i n i m u m m e d i u mw i t h t h es o d i u mm a l o n a t ea st h es o l ec a r b o ns o u r c ei n f r e e —l i v i n gc o n d i t i o n s ·b u tt h ew i

14、 l d ·t y p eR m l 0 2 1c a ng r o wn o r m a l l y , t h i s i n d i c a t et h a tt h ef o u rg e n e s t r u l yc o n s t i t u t e am a l o n a t e m e t a b o l i s mt r a n s p o r ts y s t e m ，a n da l s oi

15、st h eu n i q u em e t a b o l i cp a t h w a y ．T h e g t r Am u t a n t j u s tc a u s es e l f - g r o w t hd e l a yi nt h es a m e c o n d i t i o n s ．I n a d d i t i o n ，t h en i t r o g e n f i x a t i o n n o d

16、 u l a t i o n e f f i c i e n c y w i l l r e d u c e w h e n t h eg t r Am u t a n t i n o c u l a t e t h eA l f a l f a ．B y t h e g e l s h i f t a s s a y , w ef o u n dG t r Ap r o t e i n c a nc o m b i n ew i t

17、h t h e p r o m o t e rr e g i o n o ft h em a t P Q M A B o p e r o n ，t h e s e r e s u l t ss h o w t h a tG t r A c a nb ea b l et o i n t e r a c tw i t hm a t P Q h C A B o p e r o n d i r e c t l ya n dr e g u l a

18、 t ei t se x p r e s s i o n ．I na d d i t i o n ，w eh a v ea s t u d yo n t h ef u n c t i o n a lc h a r a c t e r i s t i c so f t h em a l B g e n ef r o m t h em a t P Q M A Bo p e r o n ．W ec l o n e dt h e m a l B

19、g e n ef r o m t h e R m 1 0 2 1 g e n o m ea n de x p r e s s e d a n dp u r i f i e d i n v i t r of r o mE s c h e l ·i c h i ac o l i ．T h ep u r i f i e d M a t Bh a st h e a c t i v i t i e so fm a l o n y l —

20、C o As y n t h e t a s e ，s h o w i n gt h a t i t s K mv a l u ei s7IO l a m o La n dV m a x i s 0 ．2 0 9l a m o L ／m i n ／m g ．K e y w o r d ：T R A P , e x t r a c y t o p l a s m i c s o l u t er e c e p t o r , S i n