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细菌磷酸转移酶系统(PTS)的组成与功能研究进展 被引量:20
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作者 刘倩钰 吴丽雯 +1 位作者 牛建军 赵西林 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2266-2277,共12页
细菌磷酸烯醇丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)-磷酸转移酶系统(phosphotransferase system,PTS)广泛存在于细菌、真菌和一些古细菌中,但不存在于动植物中。PTS由酶I(EI)、组氨酸磷酸载体蛋白(HPr或NPr)和酶II复合物等磷酸转移酶组成,... 细菌磷酸烯醇丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP)-磷酸转移酶系统(phosphotransferase system,PTS)广泛存在于细菌、真菌和一些古细菌中,但不存在于动植物中。PTS由酶I(EI)、组氨酸磷酸载体蛋白(HPr或NPr)和酶II复合物等磷酸转移酶组成,既具有催化转运功能,又具有非常广泛的调节功能。PTS主要是通过磷酸级联反应将各种糖及其衍生物进行磷酸化然后运输到胞内。其不仅参与碳、氮中心代谢,调节铁、钾稳态,调控某些病原体的毒力,还能介导应激反应。在这些不同的调节过程中,信号由PTS组分的磷酸化状态提供,而该磷酸化状态根据PTS底物的可用性和细胞代谢状态的变化而变化。本文对细菌中磷酸转移酶系统的组成和调控网络进行综述,以期为PTS的整体调控机制及其对细菌整体代谢影响的研究提供参考依据。 展开更多
关键词 磷酸转移酶系统(pts) 碳代谢 氮代谢 铁、钾调节 毒力 应激反应
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肺炎克雷伯菌果糖磷酸转移酶系统EⅡC编码基因frwC缺失株的构建及表型分析 被引量:7
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作者 林迪斯 徐丽 +2 位作者 李飞雨 汪静杰 李蓓 《西安交通大学学报(医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期788-792,共5页
目的利用同源重组技术构建肺炎克雷伯菌果糖磷酸转移酶系统(PTS系统)EⅡC编码基因frwC无痕缺失株,并构建回补株,探讨frwC基因对肺炎克雷伯菌生长、超黏表型及毒力的影响。方法利用自杀载体pKO3-Km质粒构建frwC基因缺失株,同时扩增包含f... 目的利用同源重组技术构建肺炎克雷伯菌果糖磷酸转移酶系统(PTS系统)EⅡC编码基因frwC无痕缺失株,并构建回补株,探讨frwC基因对肺炎克雷伯菌生长、超黏表型及毒力的影响。方法利用自杀载体pKO3-Km质粒构建frwC基因缺失株,同时扩增包含frwC基因编码区、启动区及转录终止区的基因片段,克隆至pGEM-Teasy质粒电转至缺失株构建frwC基因回补株。通过生长曲线测定、高速离心实验、小鼠毒力实验分析frwC基因对肺炎克雷伯菌生长、超黏表型及毒力的影响。结果成功构建了肺炎克雷伯菌frwC基因缺失株与回补株,发现frwC基因敲除后细菌生长速度下降、黏性增加、细菌毒力减弱。结论肺炎克雷伯菌果糖磷酸转移酶系统frwC基因编码蛋白EⅡC影响细菌的生成、超黏表型及毒力。 展开更多
关键词 肺炎克雷伯菌 frwC基因 磷酸转移酶系统 毒力
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hprK基因敲除及对其枯草芽孢杆菌核黄素发酵的影响 被引量:4
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作者 张帆 宋辉 班睿 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期534-538,共5页
枯草芽孢杆菌在葡萄糖丰富的环境中,胞内糖分解代谢物浓度的提高将引起碳分解代谢物阻遏效应(CCR)及糖吸收的抑制,对核黄素等发酵过程产生不利影响。通过缺陷细胞的分解代谢物控制蛋白A(CcpA)可以解除CCR效应,但不能解除糖吸收的抑制。... 枯草芽孢杆菌在葡萄糖丰富的环境中,胞内糖分解代谢物浓度的提高将引起碳分解代谢物阻遏效应(CCR)及糖吸收的抑制,对核黄素等发酵过程产生不利影响。通过缺陷细胞的分解代谢物控制蛋白A(CcpA)可以解除CCR效应,但不能解除糖吸收的抑制。磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统(PTS)是枯草芽孢杆菌主要的糖吸收方式,HPr蛋白和双功能的HPr激酶/HPr-Ser46-P磷酸酶(HprK/P)参与PTS系统的调控。在葡萄糖丰富的条件下,HprK/P的激酶活性受1,6-二磷酸果糖激活,催化HPr蛋白46位丝氨酸残基磷酸化,形成HPr-Ser46-P。HPr-Ser46-P抑制某些碳源透过酶基因的表达;同时HPr-Ser46-P难以被酶Ⅰ在His15磷酸化,不能在PTS系统中发挥转移磷酸基团的作用,使细胞的糖吸收受到抑制。在CcpA缺陷的背景下,敲除核黄素生产菌株B.subtilis24A1/pMX45的HprK/P编码基因hprK,构建了CcpA和HprK/P双缺陷的重组菌B.subtilisZHc/pMX45。摇瓶发酵显示,B.subtilisZHc/pMX45核黄素发酵的最适葡萄糖浓度由24A1/pMX45的8%提高到10%;核黄素产量达到4.374mg/mL,比24A1/pMX45提高了19.2%。结果表明,CcpA和HprK/P的双缺陷可有效解除高浓度葡萄糖所引起的CCR效应和糖吸收抑制,有助于提高细胞对葡萄糖的耐受力,并提高核黄素产量。 展开更多
关键词 枯草芽孢杆菌 HPr蛋白 hprK基因 磷酸糖转移酶系统(pts) 核黄素
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单增李斯特菌PTS系统转运蛋白IIB^(man)介导运动性和感染的功能研究
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作者 张佳雪 陈绵绵 +7 位作者 程丽丽 任耿佳 徐像文 鲁珂蓥 庄楠茜 孙静 宋厚辉 程昌勇 《中国预防兽医学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1179-1187,共9页
为探究单增李斯特菌(LM)磷酸转移酶系统(PTS)转运蛋白IIB^(man)在LM生长、运动性及其生物学功能,本研究以LM EGD-e株基因组为模板,经PCR扩增iiB^(man)基因的上下游基因片段(不包含iiB^(man)基因),插入质粒pKSV7以构建缺失质粒;以LM EGD-... 为探究单增李斯特菌(LM)磷酸转移酶系统(PTS)转运蛋白IIB^(man)在LM生长、运动性及其生物学功能,本研究以LM EGD-e株基因组为模板,经PCR扩增iiB^(man)基因的上下游基因片段(不包含iiB^(man)基因),插入质粒pKSV7以构建缺失质粒;以LM EGD-e基因组为模板,采用PCR扩增iiB^(man)基因与启动子片段,插入质粒pIMK2以构建回补质粒,经PCR和测序鉴定后,将缺失质粒转化LM EGD-e感受态细胞,通过氯霉素抗性及42℃压力下使重组质粒与LM EGD-e株的同源片段发生同源重组单交换获得一代同源重组菌株,然后在无抗性培养基中30℃培养使质粒丢失,获得缺失株ΔiiB^(man)。将回补质粒转化ΔiiB^(man)感受态细胞中,通过卡那霉素抗性筛选获得回补株CΔiiB^(man),缺失株和回补株均经PCR和测序鉴定。37℃培养EGD-e、ΔiiB^(man)、CΔiiB^(man)12 h,期间每隔1 h测定OD_(600nm)并绘制生长曲线,分析各菌株生长特性,结果显示,各菌株体外生长趋势相似。将各菌株菌液接种于TSA半固体培养基,培养至24 h和48 h时检测细菌运动圈大小,结果显示ΔiiB^(man)的运动圈直径分别是EGD-e的1.5及1.6倍(P<0.05、P<0.01),CΔiiB^(man)与EGD-e运动圈直径均基本一致。在各菌株培养上清中加入绵羊血,检测各菌株溶血能力,结果显示,ΔiiB^(man)的溶血能力较EGD-e及CΔiiB^(man)增强。将各菌株以MOI 20感染RAW264.7细胞,在感染后2 h、5 h和8 h收集细胞进行点样计数,结果显示,在感染后2 h和5 h时ΔiiB^(man)的胞内增殖能力较EGD-e及CΔiiB^(man)显著增强(P<0.05)。将各菌株以2×10^(5)cfu/只经腹腔注射感染小鼠48 h后剖杀,取肝脏和脾脏研磨并点样计数,结果显示,ΔiiB^(man)在小鼠脏器载菌量较EGD-e及CΔiiB^(man)极显著增多(P<0.001)。上述结果首次表明IIB^(man)不影响LM的生长,但影响LM的运动性及提高LM的体外溶血活性;IIB^(man)参与LM的胞内增殖和宿主脏器定植。本研究为了解LM PTS系统所介导� 展开更多
关键词 单增李斯特菌 磷酸转移酶系统 IIB^(man)转运蛋白 运动性 感染
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磷酸转移酶系统关键基因敲除对Klebsiella pneumoniae产1,3-丙二醇的影响 被引量:3
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作者 陆竞争 任顺利 +4 位作者 诸葛斌 陆信曜 宗红 方慧英 宋健 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期22-26,共5页
克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)在以葡萄糖作辅底物发酵甘油生产1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PDO)过程中,由于细胞存在碳分解代谢抑制现象,葡萄糖优先于甘油被菌体吸收代谢用于细胞生长及副产物的累积,影响1,3-PDO的合成。基于K... 克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)在以葡萄糖作辅底物发酵甘油生产1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PDO)过程中,由于细胞存在碳分解代谢抑制现象,葡萄糖优先于甘油被菌体吸收代谢用于细胞生长及副产物的累积,影响1,3-PDO的合成。基于K.pneumoniae葡萄糖转运及碳代谢调控相关的磷酸转移酶系统(phosphotransferase system,PTS),利用Red重组技术对PTS系统中与葡萄糖特异性转运相关的基因ptsG(编码葡萄糖特异性转运膜透性酶EⅡBC^(Glc))、crr(编码胞浆可溶性葡萄糖特异性转运酶EⅡAGlc)分别进行敲除,并考察上述基因缺失对细胞生长、1,3-PDO合成和副产物代谢的影响。结果显示,敲除ptsG、crr基因后,甘油转化率较野生菌分别提高26.2%和42.7%,其中突变株K.pneumoniaeΔcrr的1,3-PDO的产量达到23.1 g/L,提高35.8%。上述结果表明,敲除ptsG、crr基因改造PTS系统能够有效提高底物甘油利用率,强化1,3-PDO合成。 展开更多
关键词 crr ptsG 磷酸转移酶系统 克雷伯氏菌 1 3-丙二醇
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谷氨酸棒状杆菌果糖代谢阻断工程菌的构建
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作者 许湄雪 王北辰 +5 位作者 刘金雷 范荣 陆浩 韩武洋 李天明 冯惠勇 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第21期157-163,共7页
谷氦酸棒状杆菌不仅可以利用葡萄糖和果糖作为碳源进行糖类代谢,也可以利用这些碳源作为底物生产葡萄糖酸、甘露醇及山梨醇等产品。为了提高底物利用率和目的产物的积累量,利用代谢工程阻断糖类代谢的磷酸烯醇式丙酮酸一糖磷酸转移酶系... 谷氦酸棒状杆菌不仅可以利用葡萄糖和果糖作为碳源进行糖类代谢,也可以利用这些碳源作为底物生产葡萄糖酸、甘露醇及山梨醇等产品。为了提高底物利用率和目的产物的积累量,利用代谢工程阻断糖类代谢的磷酸烯醇式丙酮酸一糖磷酸转移酶系统(phosphoenolpyruvate carbohydrate phosphotransferase system,PTS)和失活相应磷酸激酶。是实现此目标的有效手段。本实验利用同源重组和反向筛选等技术手段,分别获得ptsF单基因缺失工程菌CG△ptsF和ptsF、ptsH、ptsI三基因缺失工程菌CG△ptsF△ptsH△ptsI。工程菌的生长情况研究表明:在以葡萄糖为唯一碳源的培养基上,工程菌CG△ptsF和工程菌CG△ptsF△ptsH△ptsI与野生型生长情况基本一致,说明葡萄糖代谢不受3个基因影响;在以蔗糖为唯一碳源的培养基上,工程菌CG△ptsF和工程菌CG△ptsF△ptsH△ptsI的生长速率分别是野生型的48.4%和29.7%,菌体浓度分别是野生型的61.6%和34.1%;在以果糖为唯一碳源的培养基上,工程菌CG△ptsF菌体浓度是野生型43.2%,工程菌CG△ptsF△ptsH△ptsI生长为0,证明其完全阻断了果糖代谢,同时说明果糖的PTS系统受ptsF、ptsH和ptsI基因编码的PTS相关蛋白的联合控制。果糖代谢阻断工程菌的获得,为进一步构建以果糖原型为底物的甘露醇或山梨醇生产工程菌株提供了遗传资源,也为谷氦酸棒状杆菌的糖类代谢研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 谷氨酸棒状杆菌 基因敲除 磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统
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