鉴定纤细裸藻中与无氧副淀粉降解有关的葡聚糖酶和磷酸化酶

纤细裸藻能积累大量的β-1,3-葡聚糖,并线性聚合形成颗粒状的副淀粉作为贮藏多糖。纤细裸藻在无氧条件下快速分解副淀粉并将其转化为蜡酯产生ATP。早期研究已在纤细裸藻中鉴定出存在三种主要的β-1,3-葡聚糖酶,但目前尚不清楚这些酶是否主要负责副淀粉的降解过程。在本研究中,我们首先证明了这些已知的β-1,3-葡聚糖酶不是无氧副淀粉降解所必需的,然后进行了功能蛋白质组学和反向遗传学分析,以确定负责副淀粉降解的酶。对从分离的副淀粉中提取的蛋白质进行蛋白质组学分析,发现两种内切葡聚糖酶(EgENG1A和EgENG2)和一种层状糊精磷酸化酶(EgLDP1)是潜在的副淀粉降解酶。此外,基于生物信息学对这些酶同源蛋白的鉴定表明,在副淀粉降解过程中,还有一种葡聚糖酶(EgENG1B)和两种磷酸化酶(EgLDP2和EgP1)参与。同时敲除任意2~3个内切葡聚糖酶基因均可显著延缓副淀粉在无氧条件下的降解。两个编码层状糊精磷酸化酶基因的敲除细胞系dKD-ldp1/p1在副淀粉合成和降解方面表现出比单敲除细胞系更为显著的表型,表明EgLDP1和EgP1共同调节副淀粉代谢。这些结果清楚地表明,在本研究中确定的葡聚糖酶和磷酸化酶在无氧条件下的大量副淀粉降解中发挥作用。

Related Posts

解构超强抗光 PSII 结构,破译超速生长绿藻极端强光耐受机制

强光辐射极易造成光系统 II 结构破损与光合系统氧化损伤,是户外开放式光生物反应器培养、露天盐碱滩藻体规模化培植过程中难以规避的核心难题,多数商用小球藻品系面对强光胁迫会出现光合效率骤降、生长速率下滑、菌体凋亡等问题,大幅拉高户外养殖的运维管控成本,挖掘天然具备强光耐受特性的藻株及其内部保护机制,是优化藻种抗逆性能、降低微藻规模化露天培育门槛的重要路径。 Chlorella ohadii 作为生长 […]…

Futuristic biotech lab with data charts and a glowing bioreactor containing green plants, illustrating synthetic biology research. Read More

完善微藻酶学数据,精准赋能生物燃料育种

在绿色低碳产业快速发展的当下,微藻凭借生长速度快、可固碳、可高效转化生物质能源等优势,成为可持续生物燃料研发的核心载体。代谢工程是改造微藻细胞通路、提升油脂与能源产物产能的核心手段,而精准的代谢模型设计,是实现微藻工程改造从经验试错走向理性精准育种的关键前提。酶周转数作为代谢建模的核心参数,直接决定了模型预测的精准度,但目前主流微藻研究中相关数据匮乏,极大制约了微藻生物燃料产业化的高效推进。相较于 […]…

Diagram of gene transfer between a cell and a photosynthetic plastid, showing DNA modules moving across membranes. Read More

破译微藻耐盐进化机制,助力抗逆藻种精准育种

盐度适应性是制约微藻规模化培养的关键环境瓶颈,多数工业藻种对水体盐度变化敏感,仅能在单一淡水或咸水环境中稳定生长,极大限制了废弃海水、高盐废水等非常规水资源的资源化利用,也增加了户外规模化培养的环境管控成本。解析微藻跨越盐度边界的栖息地转变适应机制,挖掘耐盐关键基因资源,是突破微藻抗逆育种难题、拓展微藻培养场景的核心突破口,对推动微藻产业多元化、低成本发展具有重要意义。 为揭开微藻广盐适应的进化奥 […]…