瑞士乳杆菌增殖过程中蛋白质吸收代谢及利用机理研究
结题报告
批准号:
31601440
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
赵宏飞
依托单位:
学科分类:
C2003.食品微生物学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张柏林、赵丽丽、张珺雯、胡珊瑚
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
瑞士乳杆菌属于乳杆菌属,广泛应用于食品工业,具有较强的蛋白水解能力,但瑞士乳杆菌增殖过程中蛋白质的水解代谢以及吸收利用机制尚不十分清楚。本研究以瑞士乳杆菌为研究对象,主要开展以下四方面的工作:(1)以αs1-酪蛋白和β-酪蛋白为底物,研究细胞壁锚定蛋白酶的特性,并对蛋白酶基因及表达情况进行分析;(2)对多肽转运系统的特征及选择性进行研究,检测载体相关基因及表达情况;(3)研究细胞内肽酶的类型及水解特性,对肽酶相关基因及表达进行分析;(4)利用蛋白质组学和转录组学技术,对瑞士乳杆菌在蛋白利用过程中的基因表达和蛋白表达情况进行测定,分析参与蛋白质吸收利用过程相关的基因及蛋白种类。通过挖掘四部分数据间的内在联系,系统全面地揭示瑞士乳杆菌氮源吸收代谢及利用机理,旨在为瑞士乳杆菌增殖培养体系设计、发酵剂生产、生物活性肽的制备等提供理论依据。
英文摘要
Lactobacillus helveticus, as one of important lactic acid bacteria (LAB) which have been widely used in food industry, usually hydrolyze milk proteins very well. The proteolytic system of most LAB species including the genus Lactococcus has been well-characterized, but little information is available about the metabolism and utilization of milk-based proteins by L. helveticus strains. The objectives of this study are to: (1) classify the cell envelope proteinase according to gene sequencings and peptides formed after hydrolysis of αs1-casein and β-casein; (2) investigate the specificity and selectivity determinants of peptide transport in L. helveticus, and detect the genes and gene expression of peptide transporters; (3) purify the peptidases from L. helveticus cells cultured in αs1-casein and β-casein media, and characterize molecular cloning and sequence analysis of the peptidase genes; and (4) investigate the gene and protein differential expressions of L. helveticus cultured between the casein medium and the protein-free medium by using proteomics and transcriptomics techniques, and detect the genes and proteins which are related to the process of its nitrogen utilization. Finally, all data out of the mentioned four parts will be processed systematically and to reveal the metabolic and utilization mechanisms of nitrogen sources by the bacteria. This work will provide definitely a theory basis for the designs of L. helveticus multiplication media, as well as the preparations of its starter culture and bioactive peptides.
瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)是重要的益生菌。目前,关于瑞士乳杆菌蛋白利用及代谢机理尚不明确。本研究以瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus CICC22171)为研究对象,从蛋白质的胞外水解、多肽转运和胞内水解三个层面来探讨瑞士乳杆菌对酪蛋白的吸收代谢机理,并结合转录组学和蛋白质组学手段,对瑞士乳杆菌在大分子蛋白利用过程中的基因表达和蛋白表达情况进行分析,旨在揭示瑞士乳杆菌蛋白利用及代谢机理。研究发现,菌株对酪蛋白的水解从水性C端开始,偏好切点在脂肪族氨基酸后,主要是亮氨酸(L)和谷氨酰胺(Q)。菌株对蛋白的水解作用第一步由PrtH1和PrtH2基因协调作用;第二步转运系统由质子动力驱动的二、三肽载体DtpT,寡肽运输系统中的跨膜蛋白oppB,核苷酸结合蛋白oppD、oppF组成;第三步内肽酶系统由氨肽酶pepN、pepM、pepC和pepA,脯氨酸肽酶pepP、pepX、pepI、pepR和pepQ,二肽酶pepV和pepD,三肽酶pepT以及肽链内切酶pepE、pepF和pepO 组成。转录组学和蛋白质组学研究发现,差异基因行使的功能主要集中在翻译、表达以及蛋白质合成和代谢相关进程,涉及到核糖体的不同组成以及其发挥的功效,包括核糖体的亚基以及核糖蛋白。而差异最显著的通路则为核糖体通路。差异蛋白行使的功能主要集中在细胞蛋白修饰过程、含嘌呤化合物的生物合成过程、核苷酸生物合成过程和核苷磷酸生物合成过程;而最显著的差异通路则为嘌呤合成通路。菌株对蛋白的代谢机制为:通过对ABC转运蛋白和蛋白质水解相关基因的上调,控制其细胞壁锚定蛋白酶的4个基因,完成菌体在胞外对酪蛋白的水解;通过对肽链内切酶化合物及其活性的上调,控制其转运系统基因,将多肽从胞外转运进入胞内;通过对水解酶活力的上调控制多种内肽酶基因,完成了多肽的胞内水解过程。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:DOI: 10.1080/07373937.2019.1674323
发表时间:2019
期刊:Drying Technology
影响因子:--
作者:Zhuo Zhang;Sen Peng;Xiaoqi Sun;Yu Jie;Hongfei Zhao;Baoqing Zhu;Piotr Dziugan;Bolin Zhang
通讯作者:Bolin Zhang
Pantothenic Acid, Vitamin C, and Biotin Play Important Roles in the Growth of Lactobacillus helveticus.
泛酸、维生素 C 和生物素在瑞士乳杆菌的生长中发挥重要作用
DOI:10.3389/fmicb.2018.01194
发表时间:2018
期刊:Frontiers in microbiology
影响因子:5.2
作者:Yao C;Chou J;Wang T;Zhao H;Zhang B
通讯作者:Zhang B
DOI:doi: 10.3389/fmicb.2018.01194
发表时间:2018
期刊:Frontiers in Microbiology
影响因子:5.2
作者:Chunxiao Yao;Jiandong Chou;Tao Wang;Hongfei Zhao;Bolin Zhang
通讯作者:Bolin Zhang
DOI:10.1080/07373937.2019.1674323
发表时间:2020-10
期刊:Drying Technology
影响因子:3.3
作者:Zhuo Zhang;Sen Peng;Xiaoqi Sun;Yu Jie;Hongfei Zhao;Baoqing Zhu;Piotr Dziugan;Bolin Zhang
通讯作者:Bolin Zhang
Lyciumbarbarum Polysaccharide (LBP): A Novel Prebiotics Candidate for Bifidobacterium and Lactobacillus.
枸杞多糖(LBP):双歧杆菌和乳酸菌的新型益生元候选物
DOI:10.3389/fmicb.2018.01034
发表时间:2018
期刊:Frontiers in microbiology
影响因子:5.2
作者:Zhou F;Jiang X;Wang T;Zhang B;Zhao H
通讯作者:Zhao H
国内基金
海外基金