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土壤杆菌(Agrobacterium sp.)ATCC 31749在氮源限制条件下生物合成热凝胶是一个专性好氧过程,在微氧和缺氧条件下,热凝胶的合成受到严重限制。本论文为探寻溶氧影响微生物多糖合成的代谢途径和调控机制,首先考察了不同溶氧水平对发酵所得热凝胶质构性能的影响,然后利用蛋白质组学技术,比较了不同溶氧水平对土壤杆菌胞内蛋白表达水平差异,探寻在不同溶氧条件下与热凝胶合成相关的调控蛋白和关键酶分子的表达,并结合转录组学的分析方法研究热凝胶的代谢及调控机制,以期初步阐明溶氧水平差异影响热凝胶合成的机理,从而为进一步提高热凝胶发酵效率提供理论支撑。分析了土壤杆菌在5%、25%、50%、75%的溶氧水平下生产热凝胶的发酵特性,发现随着溶氧水平的提高(DO 5%-DO 50%),产胶量逐渐增加,但在DO 75%时热凝胶的产量有所下降,并结合质构分析技术研究了不同溶氧水平对热凝胶性能的影响,结果发现,热凝胶的凝胶强度、弹性、硬度及脆性等机械性能也受溶氧水平的显著影响。利用蛋白质组学技术,研究了5%、25%、50%、75%的溶氧水平下土壤杆菌生长期和产胶期胞内总蛋白的表达差异,利用蛋白质二维凝胶电泳技术,分离出不同溶氧水平下土壤杆菌显著表达差异的胞内蛋白,利用质谱MALDI-TOF/TOF鉴定二维电泳表达差异的蛋白点,并分析热凝胶合成过程中溶氧对相关蛋白表达的影响。在4个溶氧水平下成功鉴定出59个蛋白点对应的48个显著差异蛋白,主要涉及多糖合成、脂肪酸合成、氨基酸合成、应激反应及氧化还原等功能。其中葡萄糖磷酸变位酶和乳清苷5-磷酸脱羧酶直接参与调控热凝胶合成,表明溶氧可显著影响与热凝胶合成途径相关蛋白的表达,从而促进高溶氧水平下热凝胶前体物质UDP-葡萄糖的积累,使更多的UDP-葡萄糖用来合成热凝胶。另外在高溶氧水平下,土壤杆菌还通过促进脂肪酸的合成及能量的积累进一步促进热凝胶的合成。对土壤杆菌热凝胶合成代谢、能量代谢、中心代谢途径、氧化应激、转录调控因子以及部分蛋白质组学差异蛋白点的基因做了RT-PCR分析,结果发现溶氧水平可以通过影响与热凝胶合成相关及多糖转运蛋白基因的转录从而影响热凝胶的合成。在50%溶氧水平下,与中心代谢途径及能量代谢相关基因的转录水平显著增加,从而积累大量的能量促进热凝胶的合成。另外,溶氧还会影响σ因子的转录水平从而影响热凝胶的代谢调控。