三甲基甘氨酸对大肠杆菌发酵生产L-苏氨酸的影响

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1、分类号：Q815单位代码：10183研究生学号：2015452002密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）三甲基甘氨酸对大肠杆菌发酵生产L-苏氨酸的影响EffectsofTrimethylglycineonL-ThreonineProductioninEscherichiacoli作者姓名：郭群群专业名称：发酵工程研究方向：代谢工程与生物反应过程检测与控制指导教师：王健教授培养单位：生命科学学院2018年6月三甲基甘氨酸对大肠杆菌发酵生产L-苏氨酸的影响EffectsofTrimethylglycin

2、eonL-ThreonineProductioninEscherichiacoli作者姓名：郭群群专业名称：发酵工程指导教师：王健教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年5月31日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指

3、导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文

4、全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：发酵工程论文题目：三甲基甘氨酸对大肠杆菌发酵生产L-苏氨酸的影响作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学生物与农业工程学院（130025）作者联系电话：15143176088摘要摘要L-苏氨酸是人体必需的八种氨基酸之一，其广泛地应用于医药、食品和畜牧业，应用意义重大。大肠杆菌是L-苏氨酸的生产菌株，在其发酵过程中随着为保持pH而不断加入中

5、和剂及L-苏氨酸的积累，发酵液渗透压持续升高，在一定程度上影响了菌体的生长和L-苏氨酸的合成与积累。三甲基甘氨酸可以增加酶的活性，提高膜通透性，提供甲基供体，还是一种重要的细胞相容性溶质，在渗透调节方面具有重要作用。本论文研究了发酵过程中添加三甲基甘氨酸对L-苏氨酸生物合成关键酶酶活性的影响，并进行了转录组学分析和蛋白质组学分析。（1）以不添加三甲基甘氨酸的葡萄糖溶液为对照，检测三甲基甘氨酸对酶活的影响。己糖激酶的酶活性提高了19.3%，6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的酶活性提高了10.8%，磷酸果糖激酶的酶活性

6、提高了10.5%，丙酮酸脱氢酶的酶活性提高了24.3%，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的酶活性提高了16.3%，谷氨酸合酶的酶活性提高了15.6%，天冬氨酸激酶的酶活性提高了13.2%，高丝氨酸脱氢酶的酶活性提高了27.5%，二氢吡啶二羧酸合成酶的酶活性提高了14.4%，高丝氨酸激酶的酶活性提高了20.6%，琥珀酰高丝氨酸合成酶的酶活性提高了12.6%。（2）实验研究了大肠杆菌E.coliJLTHR在发酵过程中以不添加三甲基甘氨酸的葡萄糖溶液为对照，检测三甲基甘氨酸对基因转录水平的影响。结果表明，在流加三甲基甘氨

7、酸的条件下，细胞组成成分和一些与细胞膜的合成有关的基因表达量提高。糖酵解途径、三羧酸循环、戊糖磷酸途径整体上表现为上调。此外，对氨基酸生物合成途径的分析表明，半胱氨酸和蛋氨酸生物合成途径的转录水平有一定程度下降，甘氨酸，丝氨酸和苏氨酸以及缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸的转录水平有一定程度的增加。（3）本实验建立了基于iTRAQ定量技术的研究方法，以不添加三甲基甘氨酸的葡萄糖溶液为对照，检测三甲基甘氨酸对蛋白质的表达水平的差异影响。整体分析蛋白质表达量有732个蛋白质发生上调，811个蛋白质发生下调。差异蛋白中主

8、要参与的分子功能有14个功能类别，参与的细胞组分有13个功能类别，参与的生物过程有19个功能类别。I吉林大学硕士学位论文关键词：大肠杆菌；L-苏氨酸；三甲基甘氨酸；酶活性；转录组；蛋白质组IIAbstractAbstractL-threonineisoneoftheeightessentialaminoacidsofhumanandanimals.Itiswidelyusedinmedicine,food,feedandoth