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在大肠杆菌中,fabI基因编码反-2-烯酯酰酰基载体蛋白(ACP)还原酶(FabI)。FabI有效的催化反-2-烯酯酰ACP的还原,其活性对于大肠杆菌(E.coli)的脂肪酸合成极其重要。 苜蓿中华根瘤菌中存在两个烯酯酰ACP还原酶FabI1和FabI2,他们与大肠杆菌FabI蛋白的相似度分别为51%和50%。两者都属于短碳链脱氢酶家族(SDR)成员,都具有保守的Tyr-(Xaa)6-Lys催化活性中心序列。本研究围绕苜蓿中华根瘤菌脂肪酸的合成代谢,分别从体内基因互补和体外酶活性检测两个方面,初步探索苜蓿中华根瘤菌烯酯酰ACP还原酶在脂肪酸合成代谢中的功能,以及其赋予细菌脂肪酸多样性研究的意义。 本研究克隆了苜蓿中华根瘤菌的fabI1和fabI2两个基因,构建出体内互补用的pBAD24系列载体。将pBAD24系列质粒载体转化大肠杆菌fabI温度敏感突变株JP1111体内遗传互补结果显示苜蓿中华根瘤菌所编码的两个烯酯酰ACP还原酶能互补大肠杆菌fabI温度敏感突变株。初步证明苜蓿中华根瘤菌的FabI1和FabI2具有烯酯酰ACP还原酶的功能。 为了进一步研究苜蓿中华根瘤菌的FabI1和FabI2的功能,构建了pET28系列载体,并转化BL21菌株,表达和分离纯化了FabI1和FabI2两种酶蛋白。利用脂肪酸体外合成反应体系,检测两个蛋白的酶活性,结果表明FabI1和FabI2均能在体外条件下催化烯酯酰ACP的还原。另外,对两种酶蛋白进行酶活力分析,以癸烯酰ACP为底物,添加相应的辅因子,在A340nm波长下测定单位时间内OD值的变化,结果表明FabI1的反应速率比FabI2低,且两者反应速率都大大低于大肠杆菌FabI。 三氯生(Triclosan)是大肠杆菌FabI的抑制剂,基于苜蓿中华根瘤菌FabI1和FabI2与Ecoli FabI的同源性,本研究同样从体内及体外两个方面研究了FabI1和FabI2对三氯生的敏感度。结果表明FabI1和FabI2在体内均不能提高大肠杆菌野生型MG1655对三氯生的抗性。在体外检测三氯森对反-2-癸烯酰ACP还原的抑制,表明5μg/mlTriclosan对FabI1有显的抑制作用,而Triclosan对FabI2的抑制浓度为60μg/mL。因此苜蓿中华根瘤菌的两个烯酯酰ACP还原酶对三氯生有不同的敏感性。 在筛选苜蓿中华根瘤菌fabI1和fabI2的突变株过程中,我们构建了pK18mobsacB系列自杀性载体,通过接合的方式将质粒导入苜蓿中华根瘤菌野生型菌株,经过两次同源重组后,筛选突变菌株。结果只能筛选到fabI1的突变株,而fabI2的突变株未能通过此方法筛选得到。