| 甲烷氧化菌20Z利用Embden-Meyerhof-Parnas途径高效同化甲烷 |
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| 引用本文： | 崔金玉,姚陆,孙效乐,Marina G. Kalyuzhnay,杨松.甲烷氧化菌20Z利用Embden-Meyerhof-Parnas途径高效同化甲烷[J].生物工程学报,2014,30(1):43-54. |
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| 作者姓名： | 崔金玉 姚陆 孙效乐 Marina G. Kalyuzhnay 杨松 |
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| 作者单位： | 青岛农业大学生命科学学院 山东省应用真菌重点实验室，山东 青岛 266109;青岛农业大学生命科学学院 山东省应用真菌重点实验室，山东 青岛 266109;山东省农业科学院质量标准与检测试验研究所，山东 济南 250100;美国华盛顿大学微生物系，华盛顿州 西雅图 98105;青岛农业大学生命科学学院 山东省应用真菌重点实验室，山东 青岛 266109；天津大学系统生物工程教育部重点实验室，天津 300072 |
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| 基金项目： | 美国能源部基金 (No. DE-SC0005154) ，中国系统生物工程教育部重点实验室开放课题基金，青岛农业大学高层次人才启动基金(No. 1312)资助。 |
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| 摘 要： | 为了探究γ-变形菌纲 (Gammaproteobacteria) 甲烷氧化菌Methylomicrobium alcaliphilum 20Z的甲烷同化代谢过程。文中整合RNA-seq、LC-MS技术并结合13C标记策略对核酮糖单磷酸途径 (Ribulose monophosphate pathway) 及下游途径展开系统组学分析。M. alcaliphilum 20Z代谢物组定量分析表明Entner-Doudoroff (EDD) 途径的中间代谢物6-磷酸葡萄糖的浓度是(150.95±28.75) μmol/L，2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸浓度低于质谱定量分析检测限，而Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) 途径中果糖1,6-二磷酸、甘油醛-3-磷酸/二羟丙酮磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸的浓度分别是 (1 142.02±302.88) μmol/L、(1 866.76±388.55) μmol/L和 (3 067.57±898.13) μmol/L。通过EDD和EMP途径的代谢物13C同位素动态富集研究，进一步揭示3位标记丙酮酸丰度是1位标记丙酮酸丰度的4~6倍。最后，基因表达比较分析发现EMP途径的关键基因 (如：fbaA、tpiA、gap和pykA) 的表达水平 (RPKM) 分别是2 479.2、2 493.9、2 274.6和1 846.0，而EDD途径中基因 (如：pgi、eda和edd) 的RPKM仅是263.8、341.2和225.4。综合上述结果阐明EMP途径才是M. alcaliphilum 20Z进行甲烷同化的关键通路。EMP途径代谢功能的全新阐述不但改变对Gammaproteobacteria甲烷氧化菌甲烷同化模式的传统认知，而且为甲烷高效生物催化转化提供重要的理论基础。
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| 关 键 词： | 甲烷氧化菌，甲烷同化途径，甲烷生物催化，13C标记代谢物组，转录物组 |
Highly efficient methane assimilation through Embden-Meyerhof-Parnas pathway in Methylomicrobium alcaliphilum 20Z |
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| Jinyu Cui,Lu Yao,Xiaole Sun,Marina G. Kalyuzhnaya and Song Yang.Highly efficient methane assimilation through Embden-Meyerhof-Parnas pathway in Methylomicrobium alcaliphilum 20Z[J].Chinese Journal of Biotechnology,2014,30(1):43-54. |
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| Authors: | Jinyu Cui Lu Yao Xiaole Sun Marina G Kalyuzhnaya and Song Yang |
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| Institution: | Shangdong Province Key Laboratory of Applied Mycology, School of Life Sciences, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong, China;Shangdong Province Key Laboratory of Applied Mycology, School of Life Sciences, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong, China;Institute of Quality Standards and Testing, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100, Shandong, China;Department of Microbiology, University of Washington, Seattle, WA 98105, USA;Shangdong Province Key Laboratory of Applied Mycology, School of Life Sciences, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong, China; Key Laboratory of Systems Bioengineering, Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China |
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