《鱼腥蓝细菌pcc7120中及信号转导相关基因的分析及突变体构建》由会员分享，可在线阅读，更多相关《鱼腥蓝细菌pcc7120中及信号转导相关基因的分析及突变体构建（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、A b s t r a c tT h i sd i s s e r t a t i o ns e a r c h e df o rS e r T h ra n dT y rk i n a s e sa n dp h o s p h a t a s e sg e n e sb 3 ，b i o i n f o r m a t i o nt o o l si nA n a b a e n aP C C 7 1 2 0 ，i n a c t i v a t e dt h eg e n e si n v o h r e di np r o t e i np h o s p h o r y l a t
2、i o n d e p h o s p h o r y l a t i o n ，a n da n a l y z et h ep h e n o t y p e so fm u t a n t s 1 S e a r c h f o rS e r f r h r a n d T y r k i n a s e sa n d p h o s p h a t e s e s i n A n a b a e n a P C C 7 1 2 0 W ef o u n d5 2g e n e se n c o d i n gS e r T h ra n dT ) r rk i n a s e s (
3、S T P K ) a n d1 4g e n e se n c o d i n gs e r t h ra n dT y rp h o s p h a t e s e s 口P ) W ed i v i d e da l lS T P K si n t o5s u b f a m i l i e sa c c o r d i n gt ot h e i ro w ns t r u c t u r ec h a r a c t e r i z e s S T K - Io n l yp o s s e s sr e g i o n ss i m i l a rt ot h et y p i c
4、 a lc a t a l y t i cd o m a i no fS T P K s ，S T K 一1 Ic o n t a i nW D 4 0r e p e a t s ，S T K I I Ic o n t a i na l lk i n d so fr e g u l a t o rd o m a i ni nt h e i rC - t e r m i n a lr e g i o n ，S T K I Vh a v et h e i rc a t a l y t i cd o m a i n sl o c a t e di nt h eN t e r m i n a lr e
5、 g i O i l W 1 l i l eH S T K - Ia l s oh a v eah i sk i n a s ed o m a i no ft w o c o m p o n e n ts y s t e m A m o n g1 4P P sg e n e s ，8o ft h e mb e l o n gt oP P 2 C ，3b e l o n gt oP T P sa n do n l y3g e n e se n c o d i n gP P l P P 2 A 】? P 2 Bc o u l db ef o u n d O n l y11g e n e sC a
6、nb ef o u n ds i m i l a rg e n e si nt h eS y n e c h o c y s t i sP C C 6 8 0 3g e n o m eb yg e n o m i ca n a l y s i s A n dv i at h ea n a l y s i so f g e n e t i ca r m y , 1 2g e n e sC a nb ec l a s s i f i e di n t o6g e n ec l u s t e r si nt h ec h r o m o s o m e 2 I n a c t i v a t i
7、o no fg e n e sw h i c hi n v o l v e di ns i g r l a lt r a n s d u c t i o na n da n a l y z et h ep h e n o t y p e so f m u t a n t sA l lt h em u t a n t si nt h i ss t u d yw e r ei n a c t i v a t e db yi n s e r t i n gar e s i s t a n c eg e n e P C Rp r o d u c t sw e r ei n s e r t e di n
8、 t op B l u e s c r i p t S Ku s i n g 尸s Ia n dX h 0 1 T h eQe l e m e n tb e a r i n gr e s i s t a n c et os t r e p t o m y c i n ( S m r ) a n ds p e c t i n o m y c i n ( S p r ) W a se x c i s e df r o mp H P 4 5Qa n di n s e r t e di n t og e n ec o d i n gr e g i o n T h ed i s r u p t e dg
9、 e n eW a si s o l a t e da san f Ia n dX h o If r a g m e n ta n dc l o n e di n t op R L 2 7 1 T r i p a r e n t a lm a t i n gW a st h e np e r f o r m e d A sf lr e s u l t ，w eo b t a i n e d9 1r e c o m b i n e dp l a s m i d s ，2 3p o s s i b l es i n g l e - c r o s sm u t a n t sa n d5 3p o
10、 s s i b l ed o u b l e c r o s sm u t a n t s P C Ra n a l y s i so ft h eg e n o m i cD N Af r o mt h er e s u l t i n gp o s s i b l ed o u b l e c r o s sm u t a n t si n d i c a t e dt h a t6o f t h e mw e r ew i l d - t y p e ，4o f t h e mw e r es i n g l e c r o s sm u t a n t sa n dt h er e
11、m a i n d e ro n e sw e r et r u ed o u b l e - c r o s sm u t a n t s O b s e r v et h eh e t e r o c y s t sa n dg r o w i n gs t a t e so ft h e s em u t a n t sa f t e rn i t r o g e nd e p l e t i o na n df o u n dt h a tA 1 1 2 8 9 8 一，A 1 1 1 7 3 l C a nn o td i f f e r e n th e t e r o c y s
12、 t A 1 1 4 1 4 1 一A 1 1 1 1 7 1 一a n dA 1 1 4 7 6 1 一c a nd i f f e r e n th e t e r o c y s t sb u ts t i l lc a nn o tm a i n t a i nn o r m a lg r o w t h T h er e s u l t si n d i c a t e dt h a ta l lt h e s eg e n e sp l a yr o l e si nh e t e t o c y s td i f f e r e n f i o n k e y w o r d s
13、 ：A n a b a e n as p P C C 7 1 2 0S e r T h ro rT y rk i n a s e sa n dp h o s p h a t e s e sm u t a n t sp h e n o t y p e1 - 文献综述鱼腥蓝细菌P C C7 1 2 0 是一种丝状蓝细菌，具有多细胞形态和细胞分化的特征，是一种研究细胞发育及细胞一细胞间相互作用分子机制的理想材料。当环境中有化合态的氮源时，菌丝上所有细胞都执行放氧光合作用；当环境中缺少化合态氮源时，菌丝体上5 一1 0 的细胞进入分化状态，在2 4 小时之内分化成异型胞。异型胞无论在形态上还是功能上都
14、与营养细胞不同。在形态上，异型胞明显大于营养细胞，而且在异型胞壁外形成了多糖与糖脂双层包被的结构。在功能上，异型胞主要执行生物固氮，使空气中的N 2 变成细胞可利用的氨盐。固氮酶对氧非常敏感，为了使固氮酶保持活力，在异型胞中与放氧有关的光合系统I I 的基因不再表达，同时呼吸作用加强。这样异型胞和营养细胞就形成了功能上的分工：异型胞为营养细胞提供氮源，营养细胞为异型胞提供碳源，两类不同细胞间的相互依赖、相互作用是维持菌丝体生长的必要条件( W o l k ，1 9 9 6 ；2 0 0 0 ；B u i k e m ae l a l ，1 9 9 3 ) 。异型胞的分化必定要牵涉到基因表达的调
15、控，同时，异型胞有规律地间隔分布在营养细胞之间( 每两个异型胞之间有1 0 一2 0 个营养细胞) ，这种有规律的分布可能是为了以最经济的方式来给营养细胞提供氮源( w o l k ，1 9 9 6 ；2 0 0 0 ) 。在此情况下，细胞与其生长环境以及两类细胞间的信息交流和信号转导要起非常重要的作用。然而至今为止，与异型胞发育有关的信号转导机制仍然是一个完全没有解决的问题。以下仅就蓝细菌中的信号转导机制以及研究进展作一简单阐述。1 1 原核生物的细胞信号转导生物体的生活环境往往多变，这就要求生物体能随时检测环境的变化，并且根据这些变化及时调节其细胞结构、生理状态和行为，对外界刺激及细胞内环
16、境变化产生正确的响应( A l e xa n dS i m o n , 1 9 9 4 ) 。信号转导不仅可以使细胞在多变的环境中维持生存，同时在细胞分化等特定的生化过程中起协调作用。现已证明，蛋白质的可逆磷酸化过程是生物体内存在的一种最主要的信号传递方式，几乎涉及所有的生理及病理过程，如糖代谢、光合作用、细胞的生长发育、基因表达、神经递质的合成与释放、甚至癌变等( B a t i k ，1 9 9 6 ) 。蛋白质的可逆磷酸化需要两种特定的蛋白质来完成：激酶与磷酸酶。在细菌中，控制刺激反应偶联的分子体系是一个由组氨酸激酶和反应调控子组成的二元调控系统。而在真核生物中，蛋白质的磷酸化往往发生在丝氨酸苏氨酸和酪氨酸残基上，蛋白激酶与磷酸酶是信号转导途径的骨架。( S a i e r ,1 9 9 3 ；D r o b a k ，1 9 9 3 ：C o z z o n e ，1 9 9 7 ；C h oe ta l , 2 0 0 1 )41 1 1 二元调控系统在细菌中信号转导机制以二元调控系统为主
