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[硕士论文] 梅森
生物工程 北京化工大学 2017(学位年度)
摘要:糖是细胞的碳和能量的最主要来源。活细胞能通过特异性的不同糖的运输系统,使糖穿过细胞膜进入细胞质,对细胞而言,这是细胞生命周期内,尤为重要生理功能。这些特异性的糖的运输系统的运行机制不尽相同,有系统机制是主动运输,而有些系统则是促进扩散机制。与糖运输类似,蛋白质运输也通过特定的通道,这是一个protein-conducting系统,多肽跨膜转移或者集成到细胞膜。在细菌和古生菌中,这个通道位于细胞膜上,由SecY复合体形成。有证据表明,SecY通道在其静息状态下,通过一个塞子域和一个氨基酸的孔隙环密封,起到防止细胞质内的小分子外泄作用。
  本项目以大肠杆菌非特异性跨内膜转运糖分子为目的,研究内容包括:利用栓塞结构域和氨基酸孔环的理性突变,解除SecY蛋白转位通道对水溶性物质的严格密封,削弱细胞内膜对糖分子的屏障作用;结合突变型SecY通道、SARS病毒外壳蛋白SCVE和糖类激酶,构建简单扩散跨膜系统及磷酸化辅助系统;以简单扩散跨膜系统替代木糖、阿拉伯糖、乳糖和纤维二糖转运系统;结合简单扩散跨膜系统和磷酸化辅助系统替代葡萄糖、果糖和甘露糖转运系统。此外,拟探讨简单扩散跨膜系统的设计、构建原理以及简单扩散跨膜系统和磷酸化辅助系统的适配机制,阐明简单扩散跨膜系统克服底物狭窄、“饱和现象”、抑制物敏感和“诱导物排斥”的实现机理和调控策略。本项目有望为大肠杆菌提供新的糖转运策略,研究成果有助于进一步拓展大肠杆菌在代谢工程和合成生物学中的应用前景。
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