leyu体育-生物质降解菌热纤梭菌的糖摄取机制研究进展

微生物利用糖转运蛋白实现糖到胞内的摄取，高效的糖摄取能力是建设微生物细胞工厂的要素，糖转运蛋白也是工业微生物代谢工程改造的重要靶点，因而研究工业微生物的糖摄取机制具有重要价值。热纤梭菌是一种高效降解木质纤维素类生物质的嗜热厌氧细菌，通过分泌一种多酶复合体（纤维小体）将木质纤维素中的多糖水解为以纤维寡糖为主的可溶性糖，再摄取这些可溶性糖作为碳源生长。由于其纤维小体体系的独特性和高效性，热纤梭菌被认为是木质纤维素生物转化研究中的重要生物催化剂，也是合成生物学开发中的关键嗜热底盘细胞。

近日，中国科学院青岛能源与过程研究所研究团队在《mBio》上发表题为“Deciphering cellodextrin and glucose uptake inClostridium thermocellum”的研究论文。该研究利用前期构建的嗜热梭菌遗传操作平台以及蛋白构效分析手段，阐明了热纤梭菌中关键糖转运蛋白的功能，解析了寡糖和葡萄糖的摄取机制，进一步揭示了寡糖摄取与纤维小体的表达调控偶联关系。

研究人员证明了热纤梭菌中唯一的纤维寡糖转运蛋白是转运蛋白B，而转运蛋白A是唯一的葡萄糖转运蛋白，从结构上阐明了转运蛋白A和B特异性结合葡萄糖和纤维寡糖的机制。研究人员还鉴定出一个孤立的基因2554是转运蛋白B基因簇中缺失的ATP酶亚基基因，补全了这个唯一的纤维寡糖转运蛋白的全部组分。研究人员进一步发现转运蛋白B与纤维小体的表达调控之间存在偶联关系，提出了纤维小体表达调控机制的新内容。该研究不仅加深了人们对热纤梭菌的生理和代谢机制的认识，更有助于促进基于热纤梭菌和纤维小体的生物能源技术和合成生物学技术的开发。

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