酿酒酵母PMT1与PMT3双基因缺失对细胞寿命的影响

研究蛋白质O-甘露糖转移酶(Protein O-mannosyltransferase,PMT)家族中PMT3基因缺失,以及PMT1与PMT3双基因缺失对酵母细胞复制性寿命的影响。采用一步基因置换法构建PMT3基因缺失酵母菌株(pmt3Δ),基于基因同源重组的原理,构建PMT1和PMT3双基因缺失酵母菌株(pmt1Δpmt3Δ);显微镜下分离和计数酵母子细胞的数目,统计酵母细胞复制性寿命。与野生型酵母细胞的平均复制性寿命(26代)比较,pmt3Δ菌株(24代,P0.05)和pmt1Δpmt3Δ菌株(25代,P0.05)的平均寿命均无明显变化,差异无统计学意义。酵母PMT3单基因缺失,以及PMT1和PMT3双基因缺失均不影响细胞的复制性寿命。     

酵母PMT1与PMT5双基因缺失对细胞复制性寿命的影响

为研究蛋白质O-甘露糖转移酶-1(Protein O-mannosyltransferase-1,Pmt1p)与Pmt5p基因对酵母细胞寿命的影响,采用一步基因置换法构建PMT5基因缺失菌株(pmt5Δ),在此基础上,缺失PMT1基因,构建PMT1和PMT5双基因缺失菌株(pmt1Δpmt5Δ)。显微镜下分离和计数酵母子细胞的数目,统计菌株的复制性寿命;检测细胞吸光度值来评价细胞分裂增殖速度。结果发现,与对照组酵母细胞的平均复制性寿命(25代)比较,pmt5Δ菌株(26代)的寿命无明显变化(P 0. 05),而pmt1Δpmt5Δ菌株(21代)的寿命明显缩短(P 0. 01);热量限制条件下,与对照组酵母细胞比较,pmt5Δ菌株的生长曲线无明显变化,而pmt1Δpmt5Δ菌株的生长曲线低平,细胞分裂增殖减慢。结果表明,PMT1与PMT5双基因缺失明显缩短酵母细胞的寿命,机制可能与细胞的增殖活力下降有关。     

酿酒酵母PMT6基因缺失对细胞寿命的影响

[目的]构建蛋白质O-甘露糖转移酶(Protein O-mannosyltransferase)-6基因缺失酵母菌株,研究其对细胞寿命的影响。[方法]以pRS306质粒为模板,采用一步基因置换方法构建PMT6基因缺失菌株(pmt6Δ);光学显微镜下分离和计数酵母母细胞产生子细胞的数目,检测酵母细胞的复制性寿命;在热量限制条件下(含0.5%葡萄糖培养基),检测酵母细胞分裂增殖速度。[结果]成功构建pmt6Δ菌株;与对照组酵母细胞的复制性寿命(25.2代)比较,pmt6Δ菌株的寿命(25.4代)无明显变化(P0.05);在热量限制条件下,pmt6Δ菌株的生长曲线低平,细胞分裂增殖减慢。[结论]PMT6基因不参与酵母细胞复制性寿命的调控,而热量限制影响PMT6基因缺失细胞的分裂增殖能力。     

SRO9基因参与调控酿酒酵母内质网应激反应

【目的】研究酵母SRO9基因在内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ERS)中的作用。【方法】利用PCR介导的同源重组方法构建SRO9基因缺失菌株,检测其在内质网应激诱导剂衣霉素处理条件下的克隆形成能力;通过比色法检测细胞内的H2O2含量,超氧化物歧化酶SOD活性和细胞增殖能力;通过实时荧光定量PCR检测内质网应激靶基因和超氧化物歧化酶编码基因SOD1及SOD2的转录水平。【结果】相对于野生型酵母菌株,SRO9基因缺失酵母菌株对内质网应激诱导剂衣霉素的抗性增强,参与内质网应激反应的靶基因转录上调;细胞内H2O2含量下降,SOD1、SOD2转录水平降低,总SOD活性降低;对氧化剂CHP和VK3的抵抗性减弱,复制寿命明显缩短。【结论】SRO9基因缺失酵母细胞对内质网应激诱导剂衣霉素的抗性增强,原因可能是由于SRO9基因缺失激活了细胞的内质网应激反应。     

酵母PMT1和TED1基因在细胞壁应激反应中的作用

实验室前期研究表明,蛋白质O-甘露糖转移酶1 (Protein O-mannosyltransferase 1,Pmt1p) 和Ted1p（Traffcking of Emp24p/Erv25p-dependent cargo disrupted）在细胞寿命和内质网应激反应方面存在相互调控关系。进一步研究酵母Pmt1p和Ted1p在细胞壁应激反应中（诱导剂为荧光增白剂或刚果红）的作用。观察PMT1基因缺失（pmt1Δ）酵母菌株和TED1基因缺失（ted1Δ）酵母菌株,以及PMT1和TED1双基因缺失（pmt1Δ ted1Δ）酵母菌株在细胞壁应激反应条件下的克隆形成能力和细胞分裂增殖活性;qRT-PCR检测细胞壁应激反应通路中Slt2p、Ssd1p和Mpt5p等效应蛋白的转录水平。结果表明,在细胞壁应激反应条件下,与对照菌株的生长状态比较,pmt1Δ菌株生长缓慢,ted1Δ菌株生长较快;进一步缺失PMT1基因使得ted1Δ菌株生长缓慢。与对照菌株中效应蛋白的转录水平比较,pmt1Δ菌株和pmt1Δted1Δ菌株中SLT2、SSD1和MPT5基因的转录水平明显上调,ted1Δ菌株中的无明显变化;与pmt1Δ菌株比较,pmt1Δted1Δ菌株中SLT2和MPT5表达明显下调,SSD1表达无明显变化。缺失TED1基因增强酵母细胞对细胞壁应激反应的抵抗性;进一步缺失PMT1基因增强ted1Δ菌株对应激反应的敏感性,上调细胞壁应激反应通路中效应蛋白的转录表达水平。     

巴斯德毕赤酵母Orm1蛋白在细胞生长和内质网功能维持方面的功能

【目的】鉴定巴斯德毕赤酵母ORM1基因;研究ORM1基因缺失对毕赤酵母生长、内质网压力应答、细胞钙稳态调节和活性氧水平等方面的影响。【方法】利用生物信息学软件对毕赤酵母Orm1蛋白进行序列比对和分析;利用PCR介导的同源重组法构建orm1Δ缺失菌株,将回补质粒p IB1-ORM1转入orm1Δ菌株构建回补菌株;研究ORM1基因缺失对毕赤酵母生长的影响;以Fluo-3 AM染色法测定胞质钙含量;以DCFH-DA染色法分析胞内活性氧水平;以实时荧光定量PCR技术研究ORM1基因缺失对毕赤酵母非折叠蛋白应答、钙稳态和抗氧化系统基因表达的影响;使用试剂盒分析毕赤酵母抗氧化系统过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性及谷胱甘肽(GSH)的含量。【结果】在毕赤酵母基因组数据库中比对出酿酒酵母Orm1和Orm2的同源蛋白,并将该蛋白编码基因命名为ORM1;毕赤酵母ORM1基因缺失导致细胞生长受到明显抑制,对衣霉素引起的内质网压力敏感性增强,非折叠蛋白应答激活,细胞钙稳态紊乱,活性氧积累,抗氧化系统激活。【结论】由于非折叠蛋白应答、钙稳态调节、活性氧积累等均与内质网功能息息相关,因此,巴斯德毕赤酵母ORM1基因编码的Orm1蛋白在细胞生长及内质网正常功能的维持过程中发挥重要作用。     

基于RNA-Seq分析MpigE在红曲霉色素生物合成中的转录调控

【目的】分析MpigE的缺失在转录水平对红曲色素产生的影响。【方法】对实验室保存的野生型紫色红曲霉(Monascus purpureus)Mp-21和△MpigE菌株进行高通量转录组测序、注释、表达差异基因功能富集分析和基因通路富集分析,在转录水平揭示MpigE缺失后红曲霉色素产量变化的原因。【结果】通过RNA-Seq测序,每个样品获得7.5–8.5 Gb的原始数据,经过拼接后得到7219个转录本(Unigenes),其中成功注释的为5692个。差异基因表达富集分析发现基因缺失菌株△MpigE相较于野生型菌株Mp-21上调差异基因达到199个,下调差异基因为293个。【结论】MpigE的缺失能够促进红曲霉中中央碳代谢和乙酰辅酶A代谢相关基因的表达以此影响色素生物合成。     

新型隐球酵母铜应答转录因子Cuf1与荚膜的生物合成的相关性研究

摘要：【目的】新型隐球酵母是人类条件致病真菌,主要感染免疫缺陷患者。该酵母最显著的特征是细胞外包被主要的致病因子-多糖荚膜,其调控机制复杂。本文研究旨在阐述编码铜依赖转录因子的CUF1基因对其荚膜生物合成的负调控作用。【方法】以野生型菌株为对照,对CUF1缺失的突变菌株进行菌落形态观察、荚膜墨汁染色的显微观察、细胞聚沉试验以及荚膜定量分析。【结果】与野生型菌株相比,Δcuf1突变株产生的菌落更粘,显微镜下亦可明显观察到荚膜更厚。同样数量的细胞,突变株聚沉平衡后体积更大。此外,荚膜粗提物定量称重分析也证明突     

非折叠蛋白反应——一条综合的细胞内信号通路

内质网(endoplasmic reticulum,ER)作为细胞中蛋白成熟的场所,可以很敏感的感受细胞内外环境的变化.当ER内环境改变,细胞就会激活信号应对这些改变,并且重新恢复折叠蛋白的环境.内质网的这种改变就是内质网应激(endophsmic reticulum stress,ERS),而对这种应激作出的反应就是非折叠蛋白反应[1](Unfolded Protein Response,UPR ).UPR至少引起了3种不同的信号通路,这些通路不仅调控分泌途径中大部分基因的表达,而且还广泛影响细胞的各个方面包括蛋白质、氨基酸和脂类的代谢.同时,这3务通路可以综合的调控细胞分泌器官的重塑并根据ERS重新调节细胞的生理活性.就UPR相关的感受器及其信号通路作简要的介绍.     

白假丝酵母CFL1基因通过转录调控参与氧化压力应答

【背景】CFL1基因是白假丝酵母高铁还原酶基因,介导胞外铁离子的还原,在白假丝酵母胞内铁稳态的维持方面发挥着重要作用。【目的】研究CFL1基因调节氧化压力应答的分子机制。【方法】采用液体培养及巨噬细胞模型,测定CFL1缺失对氧化压力耐受性和杀伤巨噬细胞能力的影响;使用羟基自由基清除剂二甲基亚砜(DMSO)分析其对缓解氧化压力敏感性的影响;采用实时荧光定量PCR分析CFL1缺失对氧化压力应答基因表达的影响;采用过氧化氢酶(CAT)活性测定方法研究CFL1缺失对CAT1基因表达的影响;通过构建WT-CAT1-GFP和cfl1Δ/Δ-CAT1-GFP菌株分析过氧化氢酶基因过表达对cfl1Δ/Δ氧化压力敏感性的影响。【结果】白假丝酵母CFL1基因的缺失会造成杀伤巨噬细胞能力的减弱,氧化压力应答基因表达的下降。过氧化氢酶基因的过表达则能恢复与野生型几乎一致的氧化压力水平。【结论】CFL1基因通过转录调控参与白假丝酵母氧化压力应答过程。     

Effects of inactivation and constitutive expression of the unfolded- protein response pathway on protein production in the yeast Saccharomyces cerevisiae

One strategy to obtain better yields of secreted proteins has been overexpression of single endoplasmic reticulum-resident foldases or chaperones. We report here that manipulation of the unfolded-protein response (UPR) pathway regulator, HAC1, affects production of both native and foreign proteins in the yeast Saccharomyces cerevisiae. The effects of HAC1 deletion and overexpression on the production of a native protein, invertase, and two foreign proteins, Bacillus amyloliquefaciens alpha-amylase and Trichoderma reesei endoglucanase EGI, were studied. Disruption of HAC1 caused decreases in the secretion of both alpha-amylase (70 to 75% reduction) and EGI (40 to 50% reduction) compared to the secretion by the parental strain. Constitutive overexpression of HAC1 caused a 70% increase in alpha-amylase secretion but had no effect on EGI secretion. The invertase levels were twofold higher in the strain overexpressing HAC1. Also, the effect of the active form of T. reesei hac1 was tested in S. cerevisiae. hac1 expression caused a 2.4-fold increase in the secretion of alpha-amylase in S. cerevisiae and also slight increases in invertase and total protein production. Overexpression of both S. cerevisiae HAC1 and T. reesei hac1 caused an increase in the expression of the known UPR target gene KAR2 at early time points during cultivation.     

Effects of Inactivation and Constitutive Expression of the Unfolded- Protein Response Pathway on Protein Production in the Yeast Saccharomyces cerevisiae

One strategy to obtain better yields of secreted proteins has been overexpression of single endoplasmic reticulum-resident foldases or chaperones. We report here that manipulation of the unfolded-protein response (UPR) pathway regulator, HAC1, affects production of both native and foreign proteins in the yeast Saccharomyces cerevisiae. The effects of HAC1 deletion and overexpression on the production of a native protein, invertase, and two foreign proteins, Bacillus amyloliquefaciens α-amylase and Trichoderma reesei endoglucanase EGI, were studied. Disruption of HAC1 caused decreases in the secretion of both α-amylase (70 to 75% reduction) and EGI (40 to 50% reduction) compared to the secretion by the parental strain. Constitutive overexpression of HAC1 caused a 70% increase in α-amylase secretion but had no effect on EGI secretion. The invertase levels were twofold higher in the strain overexpressing HAC1. Also, the effect of the active form of T. reesei hac1 was tested in S. cerevisiae. hac1 expression caused a 2.4-fold increase in the secretion of α-amylase in S. cerevisiae and also slight increases in invertase and total protein production. Overexpression of both S. cerevisiae HAC1 and T. reesei hac1 caused an increase in the expression of the known UPR target gene KAR2 at early time points during cultivation.