葡萄糖直接氧化途径在重氮养醋杆菌Pal中的表达

科学学院。Exactas (UNLP)-CONICET，阿根廷

重氮养菌通过pqq链接的葡萄糖脱氢酶(GDH)将细胞外的葡萄糖氧化为葡萄糖酸盐。这被认为是这种细菌葡萄糖分解代谢的主要途径。此外，醛糖氧化通过GDH允许n2固定重氮养甲藻引导电子通量通过其呼吸链的一个更有效的分支产生额外的可利用能量(Luna et al. 2000)。本研究检测了重氮养甲藻PAL3在不同环境条件下GDH的表达。

重氮养A. diaztrophicus PAL 3固定N2在不同葡萄糖浓度的连续培养中生长。GDH活性随葡萄糖浓度的增加而增加。葡萄糖浓度为10 g/L时产量最高，高于20 g/L时产量下降。10 g/L和20 g/L葡萄糖培养物的碳含量有限，而在更高糖浓度培养物的碳含量超标。然而，葡萄糖几乎完全被消耗掉了。碳过剩培养物积累了葡萄糖酸盐和酮葡萄糖酸盐。这是典型的溢出代谢行为。通常观察到，细菌在碳过剩下排泄部分氧化中间体、包膜物质和蛋白质。重氮养甲藻虽然也能检测到一些多糖和蛋白质，但主要溢出产物是葡萄糖酸盐。因此，在植物内部，这种生物体生活在富含糖的环境中(可能生长速度非常低)，重氮养甲藻似乎能够在氧气没有限制的情况下以高速率氧化葡萄糖。 The extracellular glucose oxidation yields biologically utilizable energy that can be used forN2-fixation而且，可能也可以作为一种呼吸保护机制固氮酶．

培养基pH值对稳态生物量浓度和生长产量影响较大。的范围最佳pH值ph值在5.5 ~ 6.0之间，产量向酸性或碱性ph值递减。pH值超过7.7时，培养物变得不稳定，无法生长。这些数据与批培养得到的数据一致:在初始pH值为3.5时，生物质产量是5.5时的一半，7.5时没有观察到生长。在此pH值下，未检测到GDH活性。由于该酶位于面向周质的内膜上，生长环境的pH值可能会影响其合成或活性，正如已经报道的其他微生物一样。为了研究GDH活性和合成的pH依赖性，在不同pH下生长的细胞在最佳pH(6.0)和培养pH下与葡萄糖孵育，并检测葡萄糖酸盐的产生率。ph值在4.5至6.5之间时，两种活性之间没有显著差异。但在pH值远低于最优值时，特别是在相对碱性环境下，尽管GDH合成活跃(pH为6.0时葡萄糖酸盐产量较高)，但在培养pH值下可以检测到非常低的活性。根据先前的推测(Luna et al. 2000)，从这些结果可以得出结论，重氮养甲藻的葡萄糖代谢主要通过GDH进行，在细胞外葡萄糖氧化受到某种阻碍的条件下，生长受到严重影响。根据这一建议，重氮养单胞菌PAL 3的gdh突变体可以在含葡萄糖的培养基中生长(表明直接氧化途径不是该细菌葡萄糖分解代谢的唯一途径)，但生物量产量显著低于n2固定的亲本菌株。参考文献

刘志强，刘志强(2000);Microbiol。ANPCyT部分支持(PICT 97 No. 1196)

细胞色素c参与重氮养糖醋杆菌IAA的生物合成，并评估IAA在甘蔗生长促进中的作用

S.李，E.皮尔森，E.埃斯卡米拉，C.肯尼迪

亚利桑那大学植物病理学系，图森，AZ 85721，美国

2墨西哥国立自治大学细胞分裂学研究所，墨西哥城，墨西哥

重氮养葡萄醋杆菌(Gluconacetobacter diazotrophicus)是甘蔗的内生菌，可能通过两种机制对甘蔗生长有益，一种依赖于细菌伙伴的固氮作用，另一种则不依赖(Sevilla et al. 2001)。为了验证IAA的产生是甘蔗生长增强的一个因素的假设(Fuentes-Ramirez et al. 1993)，通过PCR和互补策略寻找已知在其他生物体中参与IAA生物合成的基因。这些都不成功。通过对重氮营养G.菌株PA15的Tn5突变体的筛选，分离出菌株MAdlO，其产生的IAA很少(野生型水平的-6%)。导致IAA产量下降的突变与Tn5在MAdlO中的插入位点无关，这是通过克隆Tn5和自杀载体中的侧边区域，并将该DNA重新插入重氮营养G.基因组中确定的。为了确定导致MAdlO中IAA水平下降的突变位点，我们将携带重氮营养G. DNA插入物的pLAFR3文库偶联转移到MAdlO中，然后筛选可产生IAA的转偶联物。在两个IAA+转缀合物中，分离出的宇宙粒在插入片段中共享相同的区域;亚克隆、互补和DNA测序分析表明，MAdlO基因突变位于ccmC基因，参与细胞色素c的成熟。对ccm操纵子进行测序，发现其编码的ccm蛋白与日本慢根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)中相应的操纵子具有-50%的同源性。将kan基因插入到自杀载体克隆的重氮营养G. diazotrophicus ccm基因中，然后将其重新引入到重氮营养G. diazotrophicus基因组中，导致了几个ccm突变体的构建。 The mutations in ccmC, ccmD, or ccmE genes led to the IAA" phenotype, and each produced -4-6% levels of IAA compared to strain PA15. Mobilization of the entire ccm operon into these mutants restored IAA production. Therefore cytochrome c is likely to be an essential component of an IAA biosynthetic enzyme in G. diazotrophicus.

对野生型和突变株细胞色素c、血红素相关过氧化物酶活性和膜相关呼吸活性的光谱分析表明，重氮养革菌Ccm蛋白参与细胞色素c的生物发生。ccm突变株在几种培养基上的生长和固氮能力均未受影响;观察到的唯一表型是IAA产生的减少。研究了ccmC突变对植物生长促进的影响，无论是单独的还是与nifD突变联合使用。无论氮供应如何，接种野生型PA15的植株比未接种的植株大。接种ccmC突变体、nifD突变体或ccmC-nifD双突变体的植株比未接种的植株体积小。这些结果与以下假设一致，即氮固定和IAA的产生都是重氮营养G. diazotrophicus有利于植物生长的因素，并且在实现生长促进之前必须达到其中任何一个因素的输入阈值。

继续阅读:分析根瘤菌中两个nodT基因的功能，这些拷贝是否直接参与结瘤过程

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