《大肠杆菌ATP生产基因的系统性全基因组扫描》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大肠杆菌ATP生产基因的系统性全基因组扫描（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,的系统性全基因组扫描,大肠杆菌ATP生产基因,一. 背景介绍,二. 材料与方法,三. 结果与分析,四. 讨论,大肠杆菌ATP生产基因 的系统性全基因组扫描,一. 背景介绍,作为各种生物反应的能量来源，ATP在所有的活性生物中都扮演着重要的角色。,谷胱甘肽有解毒,抗衰老,保护肝脏,提高免疫力,美容等作用,是一种用途广泛的活性短肽，需要ATP参与合成。,对大肠杆菌的全部基因组，包括ATP调控基因在内的具体功能研究越来越深入。,1. 菌种,用选择性卡那霉素抗性基因替换大肠杆菌K-12 (BW25113)中的每一个非必需基因。,二. 材料与方法,：,含2.8%葡萄糖的LB培养基（LBG），30 C，
2、培养24小时至稳定期。,2细胞ATP合成活性的检测,二. 材料与方法,步骤2：测OD24h 离心洗涤收集测ODsus 与预处理液混合20min,步骤3: 检测溶液与去污剂混合 混合液A与混合液B混合反应,步骤4： 测发光量,步骤1：菌体培养,混合液A,混合液B,图1. 细胞ATP合成活性的高通量检测技术,二. 材料与方法,二. 材料与方法,3谷胱甘肽合成活动的检测,三. 结果分析,图2. ATP合成活性,图2. ATP合成活性与相关OD24h,插图:OD24h,1ATP合成活性的讨论,三. 结果分析,2 ATP生产基因的分类、鉴定、聚类分析,三. 结果分析,(1). 影响ATP生产的缺失基因的
3、分类,表 基因分类,编码阻遏物的多于激活子,16/72 比例高,活性最高的3%,活性最低的3%,(2) 影响ATP合成的缺失基因的鉴定,三. 结果分析,inc gene name,ATP activity (%),OD24 h (%),COG code,Description,表 inc 基因信息,三. 结果分析,表3 dec 基因信息,inc gene name,ATP activity (%),OD24 h (%),COG code,Description,三. 结果分析,图.基因的ATP合成活性与OD24h,(3) 基因的聚类分析,高OD24h值 的dec基因,低OD24h值 的dec基
4、因,高OD24h值 的inc基因,低OD24h值 的inc基因,inc,dec,3选择ptsG菌株合成谷胱甘肽,三. 结果分析,高于倍,约为1.7倍,1稳定期细胞浓度,我们检测了6种生长非常缓慢的F1-ATP酶菌株(atpA, C, D, F, G, 和 H)，它们在16小时间达到完全生长。,由于并没有检测所有的菌株是否到达稳定期，可能有些菌株未完全生长。,四.讨论,即使如此，这些菌株的ATP合成活性也肯定高于菌株到达完全生长时的活性，因为生长期的活性要高于稳定期的活性。,1稳定期细胞浓度,增加细胞浓度的基因数目远大于降低作用的数目,四.讨论,实验显示单基因缺失能引起细胞浓度的降低。,当303
5、种生长必需基因缺失加入到3960种被测菌株中时，这个倾向会更为显著。,通过单基因缺失提高大肠杆菌的细胞浓度是很困难的。,2ATP生产基因的保守性,大约有2600个基因在所有的被检测的23种大肠杆菌菌种中出现 .,实验中,21个inc 基因和20个 dec 基因除了ydcQ只在13个菌种中出现外，其余基因在所有被检测23个菌种中出现。,ATP生产基因对大肠杆菌菌种的发展十分重要。,四.讨论,非常高的保守性,3. “Keio Collection” 功能筛选的潜在影响, 检测菌株对95种碳源的利用,比较所有非必需基因缺失菌株的生长速率,对大肠杆菌K-12的群游活动进行分析,甘油基本培养基的条件必需
6、基因组的鉴定,四.讨论,以上这些运用“Keio Collection”的系统性全基因组分析鉴定了一些大肠杆菌K-12在不同条件下的基因功能。将来，如果在同样条件下，这些分析有可能展现基因功能和组织途径的多层面信息，以及用表型将基因分组。,结合这些运用通透细胞检测的多重分析，将能设计出一种全基因组分析的有效工具。,使用此方法的例子,ATP合成活性的提高,提高工业 生产效率,糖酵解的潜在活性,4inc基因的工业产品应用,ATP是一种高价化合物，ATP的再生对ATP驱动生物过程十分重要。,谷胱甘肽,四. 讨论,细菌通透细胞的ATP再生能力曾应用于一些化合物的工业生产,关键：,所需条件,IMP,CDP-胆碱,5 -鸟氨酸,有氧条件下，由于许多基因的抑制作用使糖酵解活性较低，而在无氧条件下，只有少数基因起抑制作用从而糖酵解活性较高。,一种inc 缺失菌株 ptsG, 能增强谷胱甘肽的合成活动。,从基因缺失菌株中，选择在无氧条件下的ATP合成活性菌株是比较容易的。,不同条件,从实验结果推测,获取高产菌株,四. 讨论,4inc基因的工业产品应用,谢谢观赏,
