γ-氨基丁酸代谢旁路阻断对苏云金芽胞杆菌芽胞形成和晶体蛋白产量的影响
2012-03-12高继国束长龙黄大昉宋福平
王 维,高继国,朱 莉,彭 琦,束长龙,张 杰,黄大昉,宋福平
(1.东北农业大学生命科学学院,哈尔滨 150030;2.中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100193;3.中国农业科学院生物技术研究所,北京 100081)
γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是一种四碳非蛋白质类氨基酸,广泛存在于原核生物和真核生物中,在不同的生物体中具有不同的生理功能。GABA代谢是通过γ-氨基丁酸旁路(GABA shunt)来完成的[1]。关于GABA shunt相关研究在动植物中一直非常活跃,而在微生物中研究较少,尤其是对芽胞杆菌中GABA shunt研究。研究发现,在细菌中参与GABA shunt的基因有形成基因簇的特点,在大肠杆菌中参与GABA shunt的基因组成csiD-ygaF-gabDTP基因簇,受σs因子调控,而σs因子又受pH和氮碳源营养等环境压力影响[2]。而在枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)中,编码γ-氨基丁酸转氨酶的gabT基因与编码琥珀酸半醛脱氢酶的gabD基因组成一个操纵子,同时发现一个编码转录调节蛋白GabR的反向基因gabR[3]。Bt中的gab基因簇有两个转录单元,其中gabT基因单独转录,而gabR和gabD基因组成一个转录单元,它们都受到σ54因子的调控,而gabR基因编码的GabR蛋白是依赖于σ54因子的转录激活因子,并也正调控gab基因簇[4]。
在微生物中,对GABA旁路的功能研究相对较少。在啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中,GABA对细胞中氧化还原反应的影响起缓冲作用[5]。在芽胞杆菌中,GABA shunt可能与芽胞萌发有一定关系,一些芽胞杆菌在芽胞萌发过程中必须有GABA参加,对GABA有高度的特异性[6]。GABA还可以操控根癌农杆菌群体信号级别,GABA是作为一种分子信号介导根癌农杆菌与植物愈伤组织之间的联系[7-8]。……
