肌醇和磷脂酰肌醇在酒精酵母解阻遏突变株蔗糖酶分泌调控中的作用
在酵母菌中，肌醇作为膜磷脂中磷脂酰肌醇合成的前体与CDP-二酰基甘油(CDP-DAG)反应生成磷脂酰肌醇(PI)。磷脂酰肌醇及其各种磷酸化的衍生物在酵母细胞的生命活动中发挥着重要的作用，尤其是衍生物中的磷脂酰肌醇4，5-二磷酸(PIP2)，在对磷脂酰肌醇具有特异性的磷脂酶C酶解作用下产生的肌醇三磷酸(IP3)和二酰基甘油在酵母细胞中具有第二信使的功能，参与细胞的许多代谢调节作用。另一方面，MIG1基因是葡萄糖阻遏作用过程中一个非常重要的基因，它编码的Mig1蛋白对酒精酵母蔗糖酶基因的表达与蔗糖酶的分泌具有重要的调控作用。西班牙的Gancedo教授提出了Snf1-Mig1模型来解释酒精酵母菌中Mig1蛋白质是如何在分子水平上阻遏有关基因表达和Mig1蛋白如何在高浓度葡萄糖存在的情况下活性发生变化的。我们前期研究结果表明细胞膜中PI的含量对酒精酵母的蔗糖酶分泌存在调控作用，而这种调控作用是通过PI的信号传导途径介导Snf1-Mig1这一模式而实现的。本文利用已经得到的酒精酵母解阻遏突变株mig1△、mig2△和mig1△mig2△(分别命名为YM4725，YM4664和YM4738)以及携带相关基因的质粒来研究Mig1和Mig2对酒精酵母蔗糖酶分泌的调控作用和PI类信号传导是否通过Snf1-Mig1这一调控模式来调控蔗糖酶的分泌。
首先，利用解阻遏突变株来研究Mig1和Mig2对酒精酵母蔗糖酶分泌的调控作用、细胞膜中PI的含量与蔗糖酶分泌、以及PI含量与Mig1和Mig2蛋白之间的关系。实验的结果发现Mig1和Mig2都对酒精酵母的蔗糖酶分泌存在着明显的调控作用，而且Mig1的调控作用要强于Mig2的调控作用。另一方面，在三种解阻遏突变株中，培养基中添加肌醇与否对细胞膜中PI的生物合成产生了明显的影响(生长在添加肌醇(100μg/ml)培养基中的细胞细胞膜中PI的含量要明显的高于生长在不添加肌醇培养基中的细胞)，而对于蔗糖酶的分泌却基本不存在影响，说明PI的含量对酒精酵母的蔗糖酶分泌的调控作用可能是通过Mig1-Snf1这一调控模式来实现的。由于MIG1和MIG2基因的缺陷，导致不能合成Mig1和Mig2，PI类信号传导失去了“中间站”，因此不能对蔗糖酶分泌产生调控作用。
然后将携带有基因MIG1和MIG2等的质粒分别转化入各自的解阻遏突变株中，得到的转化菌株分别命名为YM4725’，YM4664’和YM4738’。利用转化子来进一步研究确定Mig1和Mig2对酒精酵母蔗糖酶分泌的调控作用以及细胞膜中PI的含量与蔗糖酶分泌和Mig1和Mig2之间的关系。实验结果指出，转化子的蔗糖酶比活要远远小于其各自的解阻遏突变株，尤其是YM4738’蔗糖酶比活要较YM4738小20倍多。说明Mig1和Mig2都对酒精酵母的蔗糖酶分泌存在着明显的调控作用。而在添加与不添加肌醇两种情况下，转化子的细胞膜中的PI的含量与解阻遏突变株的并没有多大的差别，但是由于MIG1和MIG2的表达，编码产生了Mig1和Mig2，PI含量的不同对蔗糖酶的分泌产生明显的影响。由此可以确定细胞膜中PI的含量对酒精酵母的蔗糖酶分泌存在调控作用，而这种调控作用是通过PI的信号传导途径介导Mig1-Snf1这一调控模型而实现的。
酒精酵母菌;肌醇;磷脂酰肌醇;蔗糖酶比活;解阻遏突变株;转化子
中国海洋大学
硕士
海洋生物学
池振明
2005
中文
Q178.53
67
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）