总机:025-58361106-801
传真:025-58361107-806
Email:info@xxwlj.com
地址:南京市化学工业园区方水路158号三楼
Proteomic Insights into citT-Deletion Induced Metabolic Sensitivity in Bio-Degumming of Ramie Fibers by Bacillus subtilis
Qi Yang, Yuqin Hu, Xiangyuan Feng, Guoguo Xi, Ke Zheng, Zhenghong Peng,
Fengbo Han, Lifeng Cheng & Shengwen Duan (2024) , Journal of
Natural Fibers, 21:1, 2334414, DOI: 10.1080/15440478.2024.2334414
To link to this article: //doi.org/10.1080/15440478.2024.2334414
苎麻是一种在纺织工业中具有多种用途的功能性生物材料,被称为“中国草”。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对苎麻纤维进行的脱胶过程受到应答调节蛋白CitT的调控,CitT是CitS/CitT两组分系统的一部分,专门作用于果胶成分的降解。本研究通过比较蛋白组分析,探究了CitT蛋白缺失引起的代谢网络敏感性,以及在苎麻纤维生物脱胶过程中的调控机制。研究结果表明,原始菌株和突变菌株中检测到29种差异表达蛋白,主要涉及跨膜运输系统、两组分系统和氨基酸代谢。本研究首次揭示了CitT蛋白在苎麻纤维生物脱胶中的调控功能,并为针对性构建脱胶工程菌株提供了重要的科学和技术基础。
苎麻纤维是纤维素的重要组成部分,自古以来就被广泛用于多种用途。然而,原始苎麻纤维因含有大量非纤维素化合物(通常称为胶质),需要通过“脱胶”处理来去除。传统的化学脱胶方法虽然节省时间,但存在污染环境和高能耗的问题。因此,探索新技术以提高苎麻脱胶质量并减少环境污染变得迫切和有益。
枯草芽孢杆菌是苎麻纤维脱胶的主要微生物资源。先前的研究表明,CitS/CitT两组分系统中的应答调节蛋白CitT特异性调控果胶降解途径。然而,CitT调控果胶降解途径的分子机制尚不清楚。
本研究通过蛋白组分析探索了两组分系统应答调节蛋白CitT在苎麻脱胶过程中对果胶降解的调控机制。结果表明,CitT缺失导致组氨酸生物合成途径的酶下调,精氨酸降解途径的酶上调。此外,CitT蛋白还影响了跨膜运输系统,并可能与LiaS/LiaR和DctS/DctR两组分系统协同调控生物脱胶过程。
图1. 原始菌株和突变菌株脱胶后的苎麻纤维扫描电镜(SEM)分析。
图2. 生物脱胶系统中单糖组成和含量的高效液相色谱(HPLC)分析。
图3. CitT基因敲除突变菌株中差异表达蛋白(DEPs)的蛋白-蛋白相互作用网络分析。
图4. DEPs参与的代谢途径。红色或绿色名称表示在突变菌株中上调或下调的蛋白。
本研究通过定量蛋白组方法全面分析了CitT应答调节蛋白在苎麻纤维生物脱胶过程中的作用,为构建目标工程菌株在苎麻纤维生物脱胶中的应用提供了重要的科学依据。研究结果不仅增强了千亿国际·(中国)唯一官方网站对CitT蛋白在果胶降解过程中代谢调控功能的理解,而且为未来的研究提供了新的方向,包括通过ChIP-Seq和EMSA等方法对不同果胶酶的具体调控功能进行更深入的研究。
本研究得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、长沙市自然科学基金、湖南省科技创新计划、中国农业研究体系、中国农业科技创新项目、新疆自治区科技支撑项目、中央公益性科研院所基本科研业务费和IBFC岳麓青年基金的资助。所有作者共同构思和设计了研究,进行了蛋白组学研究、qRT-PCR分析,并起草了手稿。
文章探究了枯草芽孢杆菌的CitT蛋白缺失引起的代谢网络敏感性以及其在苎麻生物脱胶中的调控机制。通过比较蛋白质组学分析,发现29个差异表达蛋白,主要涉及跨膜转运系统、双组分系统和氨基酸代谢过程。缺少CitT蛋白导致组氨酸生物合成途径中酶的下调和精氨酸降解途径中酶的上调,首次揭示CitT蛋白在苎麻生物脱胶中的调控作用,为定向构建工程菌株提供科技依据。
苎麻纤维是一种天然纤维,在纺织工业中具有广泛的应用潜力,被称为“中国草”。苎麻纤维的提取需要通过一个称为脱胶的过程来去除其表面紧密黏附的非纤维素材料(如半纤维素、果胶、木质素和蜡等)。本论文探讨了使用枯草芽孢杆菌进行苎麻生物脱胶过程中,CitS/CitT双组分系统的应答调节蛋白CitT的作用。通过比较蛋白质组学分析,研究了CitT蛋白缺失对代谢网络敏感性的影响,旨在深入了解其在生物脱胶过程中的调控机制。结果显示,缺乏CitT蛋白会影响到苎麻脱胶中的跨膜转运系统、双组分系统和氨基酸代谢等多个过程。这项研究首次全面揭示了CitT蛋白在苎麻生物脱胶中的调控作用,并为定向构建苎麻脱胶工程菌株提供了重要科学技术依据。
根据用户提供的文件中的研究部分,论文采用的研究方法可以被归纳为实验研究和定量研究。接下来,我会详述这一研究方法的应用,并囊括论文在这个方法上的全面研究。
实验研究和定量研究在此论文中的应用体现在对苎麻纤维生物脱胶过程的深入分析上。具体研究步骤分为以下几个部分:
此研究的实验研究与定量研究方法合理有序,从实验材料准备、过程操作到数据分析与解释,整个过程科学严谨,充分展示了苎麻纤维生物脱胶过程中CitT蛋白的关键调控作用以及相关蛋白质的表达变化。通过实验研究与定量研究并用,文章有效地阐述了生物脱胶过程中微生物及其代谢产物的作用机制,为理解微生物脱胶提供了详实的蛋白质组学信息,对于开发高效的生物脱胶工艺具有重要的参考价值。
Proteomic Insights into citT-Deletion Induced Metabolic Sensitivity in Bio-Degumming of Ramie Fibers by Bacillus subtilis