两株胶红酵母菌的胞外多糖结构、生物活性及转录组表达差异分析

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1、申请工学博士学位论文论文题目：两株胶红酵母菌的胞外多糖结构、生物活性及转录组表达差异分析学科门类：工学一级学科：轻工技术与工程培养单位：食品与生物工程学院博士生：马文锦导师：陈雪峰教授2018年5月Structure,BiologicalActivityofExopolysaccharidesandTranscriptome-differentiallyExpressedGeneAnalysisfromTwoStrainsofRhodotorulamucilaginosaAThesis(orDissertation)SubmittedtoS

2、haanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofEngineeringScienceByWenjinMaSupervisor:Prof.XuefengChenMay2018两株胶红酵母菌的胞外多糖结构、生物活性及转录组表达差异分析摘要酵母菌胞外多糖（Yeastextracellularpolysaccharide,YEPS）作为微生物多糖的一个大类，具有多种生理活性，可用于生产有机体免疫调节剂应用

3、在食品与药品中，或作为潜在的天然抗氧化剂，具有广阔的市场前景。本研究以两株胶红酵母菌株（RhodotorulamucilaginosaCM-1与RhodotorulamucilaginosaCICC33013）为研究对象，分别对其液体培养基进行分离、纯化得到单一组分胞外多糖RmEPS-11与REPS2-A，利用红外光谱（FT-IR）、离子色谱（ICS）、核磁共振（NMR）和甲基化分析等手段解析其初级结构；分析胞外多糖的抗肝癌通路及肝功能的保护机制；利用高通量测序技术对两株胶红酵母菌株进行了全局性转录组学分析，成功搭建了胶红酵母菌的转录组信息

4、平台，为进一步研究胶红酵母菌产糖机制、挖掘产糖差异基因奠定了理论基础。主要研究结果如下：（1）从胶红酵母R.mucilaginosaCM-1液体培养基中分离得到水溶性胞外多糖RmEPS，其产量为7.35g/L。多糖RmEPS经分离纯化得到单一纯品RmEPS-11，结果表明，RmEPS-11是由摩尔比为1.3:4.4:7.8:86.4的阿拉伯糖（Ara），半乳糖（Gal），葡萄糖（Glc）和甘露糖（Man）组成，平均5分子量为2.3×10Da。基于FT-IR，NMR和甲基化分析，确定了多糖组分RmEPS-11骨架是由(1→3)-连接的Man组

5、成，分支上是由(1→2)-连接的Glc、(1→2,6)-连接的Gal和(1→2,3,4)-连接的Ara组成。此外，从胶红酵母R.mucilaginosaCICC33013菌株培养液中提取分离出水溶性胞外多糖REPS，其产量为6.2g/L。多糖REPS经分离纯化得到单一多糖组分REPS2-A，结果表明，REPS2-A是由摩尔比为63.1:0.2:18.3:18.3的半乳糖（Gal）、阿拉6伯糖（Ara）、葡萄糖（Glc）和甘露糖（Man）组成，平均分子量为7.125×10Da。基于FT-IR，NMR和甲基化分析，确定了多糖组分REPS2-A是

6、高度分支的多糖，是由(1→3)-连接的Gal为骨架组成，分支是由(1→2)-连接的Glc、(1→4)-连接的Man、(1→3)-连接的Glc、(1→4,6)-连接的Man和(1→2,3,4)-连接的Ara组成。（2）考察了不同胶红酵母（R.mucilaginosa）菌株胞外多糖的抗氧化活性，实验结果显示，多糖组分RmEPS-11在浓度为8mg/mL时自由基清除活性达到66.15%、ABTS自由基清除活性为82.8%、还原力（0.753）和I氧自由基吸收能力（560.38±6.45μMTE/g）。同时，多糖组分REPS2-A在浓度8mg/mL

7、时DPPH自由基清除活性为49.1%，ABTS自由基清除活性为51.2%，还原力为0.352。由多糖抗氧化活性实验结果可知，在相同条件下，胶红酵母胞外多糖的分子量越小，其抗氧化能力越强。（3）研究了多糖组分RmEPS-11对小鼠异烟肼（INH）和利福平（RIF）引起的肝毒性的保护机制。结果显示，与INH和RIF处理的小鼠相比，多糖RmEPS-11给药后小鼠血清ALT、AST水平和肝脏MDA含量显著降低，肝脏SOD活性和GSH含量显著恢复。此外，肝脏的组织病理学损伤和凋亡肝细胞的数量也通过处理显著改善。多糖RmEPS-11保肝护肝机制研究表明

8、，肝功能保护作用主要是由于CYP2E1mRNA表达水平的调节，导致有害自由基和ROS的形成量减少，同时伴随着其抗氧化能力的显著诱导，多糖组分RmEPS-11通过抑制肝CYP2E1