地衣芽胞杆菌谷氨酸脱氢酶和聚γ-谷氨酸降解酶的研究的开题报告.pdf

地衣芽胞杆菌谷氨酸脱氢酶和聚γ-谷氨酸降解酶的

研究的开题报告

研究方向：

地衣芽胞杆菌（Corynebacteriumglutamicum）中谷氨酸脱氢酶

（GDH）和聚γ-谷氨酸降解酶（PLD）的研究

研究目的：

1.探究Corynebacteriumglutamicum中GDH和PLD的分子机制及

其在生物合成和降解中的作用；

2.揭示地衣芽胞杆菌在不同环境下GDH和PLD的表达调控机制；

3.为地衣芽胞杆菌的改造提供基础研究支持。

研究内容：

1.GDH的分子结构和催化机制的探究；

2.PLD的生物合成和降解途径的研究；

3.构建GDH和PLD基因缺失株，对比其在生物合成和降解方面的

表现；

4.探究环境温度、氮源和磷源等环境因素对GDH和PLD表达的调

控机制。

研究意义：

1.有助于深入了解Corynebacteriumglutamicum的基因调控和代谢

机制，并为其生物合成和降解能力的提升提供依据；

2.为生物工程领域的用途拓展提供思路和支持；

3.有助于为地衣芽胞杆菌及其相关微生物的研究提供基础支持。

研究方法：

1.序列分析和结构预测：通过NCBI、PDB数据库检索数据库软件进

行GDH和PLD序列分析及结构预测；

2.基因克隆和表达：从Corynebacteriumglutamicum中克隆和表达

GDH和PLD基因，并纯化分析表达产物；

3.酶动力学研究：分析GDH和PLD的酶动力学性质和催化机制；

4.基因缺失株的构建和表征：采用基因克隆与替换技术构建GDH和

PLD基因缺失株，并进行生化和生物学性状分析；

5.表达调控机制的探究：通过qRT-PCR技术及Westernblot分析等

方法研究GDH和PLD的表达调控机制。

预期成果：

1.对地衣芽胞杆菌中GDH和PLD在生物合成和降解中的作用进行

探究，并揭示其分子机制；

2.红色生物技术方面的研究，为微生物的改造提供理论支持；

3.对其他相关微生物的代谢产物生产以及微生物生态系统的理解提

供了借鉴和支持。

研究难点：

1.地衣芽胞杆菌系统的构建和分析；

2.分子筛选和结构预测；

3.研究对象复杂度不同，相关研究较为缺乏，需要深入探究相关文

献。

参考文献：

1.Liang,J.,Su,T.,Ren,Y.,etal.(2016).Discoveryofl-threonine

aldolasefromCorynebacteriumglutamicumforproductionofl-

allothreonine.ApplMicrobiolBiotechnol,100(18):7987-7996.

2.Marienhagen,J.,Bott,M.(2017).Metabolicengineeringof

microorganismsforthesynthesisofplantnaturalproducts.JBiotechnol,

264:132-143.

3.Li,M.,Li,D.,Huang,W.,etal.(2019).Molecularmechanismof

Corynebacteriumglutamicumgluconatedehydrogenaseintheternary

catalyticreaction.JMolBiol,431(15):2901-2914.