鱼腥蓝细菌PCC7120中细菌酪氨酸激酶和小分子量酪氨酸磷酸酶的功能研究-论文-万方医学网

鱼腥蓝细菌PCC7120中细菌酪氨酸激酶和小分子量酪氨酸磷酸酶的功能研究

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摘要鱼腥蓝细菌PCC7120(Anabaena sp.PCC7120)是一种丝状蓝细菌，具有生物固氮功能。当环境中缺乏化合态氮源的时候，菌丝上每隔10-20个营养细胞就会有一个发育成为异形胞，固定空气中的氮气。异形胞的固氮产物会输送给周围的营养细胞，营养细胞则为异形胞提供其生命活动所需要的碳源，整条菌丝由此维持在缺氮环境下的生长。细菌酪氨酸激酶(BY-kinasese)和小分子量酪氨酸磷酸酶(LMW-PTP)是催化细菌中酪氨酸可逆磷酸化反应的主要调控蛋白，参与细菌中胞外多糖的输出过程。<br>　　本研究发现在鱼腥蓝细菌中alr2856、alr3059和all4432基因编码了细菌酪氨酸激酶。构建这三个基因的缺失突变体载体，筛选得到双交换突变体，缺氮诱导以后发现单个基因的突变没有引起明显的表型。同时，还对鱼腥蓝细菌PCC7120中的小分子量酪氨酸磷酸酶的编码基因进行了研究。酶学特性的研究表明Alr5068是一个典型的小分子量酪氨酸磷酸酶，它能催化磷酸化的细菌酪氨酸激酶去磷酸化，点突变Alr5068的催化活性位点导致其磷酸酶活性丧失。在鱼腥蓝细菌体内，Alr5068的超表达菌株Ox5068在缺氮以后能够发育正常的有功能的异形胞，但菌丝易断裂，异形胞脱落导致Ox5068不能生长。Alr5068的点突变超表达菌株OxR15K在缺氮以后，不能形成异形胞多糖层，固氮酶活下降，细胞不能正常生长。在OxR15K菌株中，异形胞多糖合成基因hepA和hepC的转录在缺氮以后受到抑制。以上结果表明，Alr5068参与了异形胞包被多糖层的形成，为研究异形胞特异性多糖的聚合与输出过程提供了新的思路和途径。