CodY蛋白在嗜热链球菌氮代谢调控中的作用研究

高活性乳酸菌发酵剂制备的关键问题之一在于如何改善菌株的蛋白利用能力以提高其生长速度。近年的文献资料显示：G+菌的CodY蛋白可能在此过程中具重要作用。发酵剂菌株嗜热链球菌的基因组信息显示，该菌也含有一个转录调控因子CodY。本项目针对这一问题，以嗜热链球菌为研究对象，采用凝胶阻滞、基因芯片杂交、实时PCR和宏观蛋白利用表型分析的方法，研究CodY蛋白在嗜热链球菌基础氮代谢调控中的作用，分析特定时间点和一定时间段内基因表达量的变化以及亲本和基因突变株蛋白利用的宏观表型差异，确定CodY蛋白作用的靶基因和作用机理。项目预期将揭示CodY蛋白调控嗜热链球菌氮代谢的机制，获得与CodY蛋白相互作用的靶基因，建立该蛋白与菌株各相关基因的相互作用关系。项目的研究成果对于通过操纵CodY蛋白来调控嗜热链球菌的生长具有重要意义，并将为改善乳酸菌的氮代谢能力进而制备优良发酵剂提供科学依据。

高活性乳酸菌发酵剂制备的关键问题之一在于如何改善菌株的蛋白利用能力以提高其生长速度。近年的文献资料显示：G+菌的CodY蛋白可能在此过程中具重要作用。发酵剂菌株嗜热链球菌的基因组信息显示，该菌也含有一个转录调控因子CodY。本项目针对这一问题，以嗜热链球菌为研究对象，采用外源蛋白表达、凝胶阻滞、转录组分析和实时PCR等方法，研究CodY蛋白在嗜热链球菌基础氮代谢调控中的作用。构建了嗜热链球菌CodY蛋白过量表达突变株KLDS3.0503/pMEU5α/CodY。通过转录组测序分析了突变株与亲本在某一特定对数生长期时的基因组转录水平差异，发现突变株的CodY表达量显著高于亲本，其他与氮代谢相关基因的表达量比亲本略少。选择与氮代谢相关的差异较大的12个基因，通过荧光定量PCR检测发现突变株中11个基因的表达量都小于亲本，其中ilvA基因的表达量差异最大，并且CodY蛋白均能同这些基因的启动子区域相结合。通过SDS-PAGE电泳检测发现4h以后突变株的CodY蛋白含量高于亲本，并且0-12h内突变株发酵液的OD值要低于亲本，这说明CodY过量表达后造成了菌体内氮代谢相关基因的表达量较少从而使得菌株的生长速度减缓。项目实施中，培养研究生3 名、发表学术论文4篇（其中SCI收录2篇）。项目的研究成果对于通过操纵CodY蛋白来调控嗜热链球菌的生长具有重要意义，并将为改善乳酸菌的氮代谢能力进而制备优良发酵剂提供科学依据。