卡利比克毕赤酵母黄素单加氧酶Fmol1对棒曲霉素的降解效应及其诱导表达机制

The use of antagonistic yeast biodegradation of patulin is important for the prevention of patulin harm. Pichia caribbica (Pc) degrades patulin by an inducible oxygenase which was induced by patulin. In the previous study, transcriptome analysis showed that the expression of Flavin containing monooxygenase1 (Fmol1) gene was induced by patulin, but the effect of patulin degradation and the mechanism of Fmol1 gene expression are not clear. This project intends to research the patulin degradation effect of Fmol1 enzyme by overexpression, gene knockout and replenishment of Fmol1. Meanwhile, to reveal the catalytic mechanism of Fmol1 enzyme based on recombinant expression of Fmol1, catalytic characteristics and product structure analysis. Establishment of Fmol1 gene-induced expression system and identification of the key transcriptional regulators of Fmol1 gene by proteomics and transcriptomics analysis combined with bioinformatics analysis. Verification of the regulation function of the key transcriptional regulators by yeast one-hybrid and identification of its interaction proteins by immunoprecipitation. The effect of Fmol1 enzyme degradation of patulin and its expression mechanism induced by patulin in Pc will be revealed based on the above research.

利用拮抗酵母生物降解棒曲霉素对防治棒曲霉素危害具有重要意义。卡利比克毕赤酵母（Pichia caribbica，Pc）通过表达诱导型的加氧酶降解棒曲霉素。前期研究中通过转录组学分析发现Pc黄素单加氧酶基因Flavin containing monooxygenase1（Fmol1）的表达受棒曲霉素诱导，但其降解棒曲霉素规律及诱导表达机制并不清楚。本项目拟应用过量表达，基因敲除和回补等手段研究Fmol1酶的棒曲霉素降解效应。同时，通过重组表达，Fmol1酶的催化特征及产物结构分析揭示其催化机制。建立Fmol1基因诱导表达体系并通过蛋白质组学、转录组学技术，结合生物信息学分析确定Fmol1基因的关键转录调控因子。利用酵母单杂交验证关键转录调控因子的作用，利用免疫共沉淀鉴定其互作蛋白。在此基础上，阐明Fmol1酶的棒曲霉素降解效应及其诱导表达机制。

乳酸菌作为广泛使用的生物防治剂，在展青霉素(PAT)的防治中具有广大的应用潜力。然而能够降解PAT的乳酸菌菌株资源、其降解PAT的机制、实际应用效果都需要进行探究解析。因此，本项目开展了降解PAT的乳酸菌的筛选、鉴定；干酪乳杆菌YZU01降解PAT的机制；YZU01降解PAT后的产物毒性；YZU01实际应用于食品中PAT控制的效果等方面的研究；为解析乳酸菌降解PAT的机制及乳酸菌实际应用于产品中PAT防治提供技术支持。主要结论如下：.（1）筛选出一株对PAT具有高效清除作用的乳酸菌，经生理生化及分子生物学鉴定，乳酸菌为干酪乳杆菌，将其命名为Lactobacillus casei YZU01。.（2）对YZU01清除PAT的机制进行了研究，L. casei YZU01在48 h去除了95%以上的PAT，胞外酶起主要的降解作用，细胞内酶对PAT没有任何降解作用，细胞壁对PAT有吸附作用。.（3）应用条件研究表明：L. casei YZU01在初始pH3-7 的溶液中，均可以高效降解PAT，在pH为5时降解PAT能力最强；在15-37℃ 均能够降解PAT，在37℃时降解PAT效果最好。随着L. casei YZU01菌体浓度的增加，对PAT的清除率显著提高；随着PAT初始浓度的增加，菌株L. casei YZU01的去除效果不断降低。.（4）YZU01降解PAT后产物毒性分析：经过乳酸菌干预，喂食PAT后的小鼠脏器指数均有所升高，AST、ALT、SOD、GSH-PX、MDA、GSH 水平都偏向正常对照组，L.casei YZU01 减轻PAT 对肝、肾组织的氧化损伤，使肠道微生物比例基本恢复，且肠粘膜结构有所改善，说明乳酸菌对PAT的毒性具有缓解作用。喂食降解产物组小鼠生长正常，本章各检验指标中，降解产物组均与对照组无显著性差异，此外PAT降解产物不会损害小鼠的小肠，也不会改变小鼠肠道菌群多样性或丰度，可见降解产物无明显的毒害作用。.（5）YZU01应用于果汁PAT清除效果评价：L. casei YZU01能够在苹果汁中维持缓慢生长状态，可在48 h内降解苹果汁中的PAT（10 g/mL）。在降解苹果汁PAT过程中，苹果汁中有机酸柠檬酸、酒石酸、富马酸和乙酸的含量增多，苹果酸的含量减少，酸度增大，葡萄糖和半乳糖的含量大幅减少。对苹果汁品质无明显影响。

内容获取失败，请点击重试