导　　师： 王小宁

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 嗜热厌氧菌（Thermoanaerobes）因具有广泛的底物谱、代谢产物类型简单和较高的底物转化率等特点,在上世纪80年代能源危机后引起生物燃料研究者的关注。本课题组前期研究中筛选并改造了一株嗜热厌氧杆菌（Thermoanaerobacterium aotearoense LA1002,以下简称LA1002）,能有效利用葡萄糖、木糖、纤维二糖、葡聚糖等单一糖分发酵生产乳酸,而且乳酸的转化率接近理论转化率,展现出很好的工业应用价值。本论文就该菌株的碳源代谢利用机制及其效率提高展开系统研究。碳代谢物阻遏（Carbon catabolite repression,CCR）是微生物普遍存在的一种适应性调节机制。不同微生物碳代谢物阻遏机制不尽相同,即使同一类微生物,调节途径也是多样的。混合碳源利用研究表明,该嗜热厌氧杆菌对纤维二糖、半乳糖、乳糖等的利用受到2-脱氧葡萄糖和葡萄糖的严重抑制,显示其对该类碳源的利用存在明确的碳代谢物阻遏效应。鉴于此,本论文克隆鉴定了CCR机制关键蛋白编码基因pts H和hprK。体外磷酸化实验证实HPr（histidine-containing phosphocarrier protein）的位点特异性磷酸化由HPrK（HPr kinase/phosphorylase）催化完成,且该过程无需1,6-二磷酸果糖和6-磷酸葡萄糖的刺激即可实现。体外亲和实验和等离子体表面共振研究表明,位点Ser46磷酸化的HPr（HPr-Ser46-P）与分解代谢物控制蛋白A（Catabolite control protein A,CcpA）可特异性结合,其结合常数（KD）为2.22±0.36 nM。上述研究表明,该嗜热厌氧杆菌的碳代谢物阻遏依循厚壁菌门微生物（Firmicutes）的CCR机制,为后续该菌株的CCR的解除和多种碳源等效利用奠定了理论基础。底物抑制会导致微生物发酵过程菌体生长减缓、发酵速度下降、生产能力降低等问题。针对产乳酸突变株T.aotearoense LA1002的高浓度底物抑制现象（>50 g/L糖底物）,本论文采用梯度适应性驯化�

关 键 词： 嗜热厌氧杆菌 碳代谢物阻遏 高浓度底物抑制 适应性进化 转录组

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