苏云金芽胞杆菌聚-β-羟基丁酸酯的代谢对杀虫晶体蛋白合成的影响

苏云金芽胞杆菌产生的杀虫晶体蛋白（ICPs）占菌体总蛋白20-30%，是苏云金芽胞杆菌最主要的杀虫活性物质。细胞内的聚-β-羟基丁酸酯(PHB)是苏云金芽胞杆菌的能源储备物，而且杀虫晶体的生产依赖PHB的积累含量，但目前为止，国内外对于苏云金芽胞杆菌中PHB影响ICPs合成的作用机制尚未见报道。本项目以蛋白质组学和代谢组学手段，分析PHB高表达工程菌、PHB缺失工程菌和其出发菌株在对数生长期，稳定期和芽胞期的总蛋白表达差异，计算代谢通量，并结合有关KEGG，BioCyc等主要数据库和SEED软件构建PHB作用下的ICPs合成代谢网络。本研究不仅可以大量筛选与PHB 和ICPs合成密切相关蛋白质和影响因子，阐明PHB在苏云金芽胞杆菌ICPs合成中的作用机制，并能为高产ICPs的苏云金芽胞杆菌菌种的选育、发酵工艺优化提供理论指导。

苏云金芽胞杆菌产生的杀虫晶体蛋白（ICPs）占菌体总蛋白20-30%，是苏云金芽胞杆菌最主要的杀虫活性物质。据报告细胞内的聚-β-羟基丁酸酯(PHB)是苏云金芽胞杆菌的能源储备物，而且杀虫晶体的生产依赖PHB的积累含量，但目前为止，国内外对于苏云金芽胞杆菌中PHB影响ICPs合成的作用机制尚未见报道。本项目以蛋白质组学和代谢组学分析PHB合成基因缺失工程菌和其出发菌株在对数生长期，稳定期和芽胞期的总蛋白表达差异，计算代谢通量，并结合有关数据库和软件研究PHB的代谢对ICPs合成的作用。.蛋白质组学研究表明PHB合成基因缺失突变株在EMP途径和丁酸代谢途径是受到阻遏的，虽然丁酸代谢途径在总体水平上是受到阻遏，但是丁酸的合成是被诱导的。TCA循环，乙酸-乙醇合成途径，乳酸合成途径和氨基酸的合成都是被诱导的。苏云金芽胞杆菌在对数期积累PHB有利于保证细胞进行正常的代谢，同时提高营养细胞对不利的环境因子的耐受能力。PHB在苏云金芽胞杆菌中的使命是：为芽胞的形成做准备，而PHB的积累量对于ICPs的合成则是“能者多劳”。代谢分析结果表明，PHB合成基因缺失突变株中核苷代谢以及磷酸戊糖途径发生了显著的变化，能量代谢分析结果表明PHB很可能是通过影响胞内的能量代谢循环，进而影响芽胞和晶体的形成以及其他的代谢过程。.本研究结果不仅可以大量筛选与PHB和ICPs合成密切相关蛋白质和影响因子，阐明PHB在苏云金芽胞杆菌ICPs合成中的作用机制，并能为高产ICPs的苏云金芽胞杆菌菌种的选育、发酵工艺优化提供理论指导。