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釀酒酵母ARD1 對低溫脅迫的響應(yīng)及其互作蛋白的篩選

2023-11-26 09:27:36房楠楠宋瑤瑤宋育陽劉延琳
中國食品學報 2023年9期
關(guān)鍵詞:酵母質(zhì)粒低溫

房楠楠,杜 青,宋瑤瑤,張 雪,李 瑩,秦 義,宋育陽,劉延琳

(西北農(nóng)林科技大學葡萄酒學院 陜西楊凌 712100)

葡萄酒釀造過程中,發(fā)酵溫度對葡萄酒品質(zhì)有重要的影響[1-2]。低溫發(fā)酵常用于白葡萄酒和桃紅葡萄酒的釀造,近幾年研究者們引入低溫發(fā)酵技術(shù)以增強紅葡萄酒的芳香特征[3]。研究表明,較低的發(fā)酵溫度(10~15 ℃)能更好地保留葡萄酒的香氣,增加酯和脂肪酸的含量,提高葡萄酒的花果香;降低葡萄酒中高級醇和揮發(fā)酸的含量,減少敗壞性氣味物質(zhì)的生成;同時也降低發(fā)酵過程中細菌污染的風險[4-6]。然而,釀酒酵母最適生長溫度范圍為25~32 ℃[7]。當發(fā)酵在低溫下進行時,酵母的生長速率減緩,多種細胞的代謝過程發(fā)生變化[8],造成葡萄酒發(fā)酵緩慢,甚至發(fā)酵停止[9-12],因此釀酒酵母的低溫耐受能力決定著低溫發(fā)酵能否順利進行[13-14]。近年來,研究者通過多種方式提高酵母的低溫耐受能力,如Garcia等[15]和Ortiz等[16]通過酵母屬種間雜交提高釀酒酵母的低溫耐受能力。Chiva等[17]通過適應(yīng)性進化、誘變篩選低溫耐受的酵母菌,然而得到的菌株低溫耐受能力并不理想。釀酒酵母的低溫耐受性是由多基因控制的數(shù)量性狀,其分子機制至今不清楚[18]。Gautschi等[19]研究發(fā)現(xiàn),與對照相比,ARD1 基因缺失的菌株在20℃和38 ℃中的生長受到抑制,說明ARD1 基因可能參與酵母的溫度脅迫適應(yīng)性。本研究室人員前期報道了1 株低溫耐受的本土酵母菌株(ZX11)[20]?;诖司?,找到并證明ARD1 基因是與ZX11菌株低溫耐受相關(guān)的基因。

ARD1 基因首次在釀酒酵母中被報道[21],它作為Nα-末端乙?;D(zhuǎn)移酶NatA 的催化亞基,是NatA 酶行使乙?;δ鼙夭豢缮俚幕騕22]。Ard1p可與核糖體穩(wěn)定結(jié)合,介導NatA 復合物對蛋白質(zhì)進行N-末端乙酰化修飾。由于NatA 具有較多的細胞底物[23],ARD1 還具有廣泛的兼職功能,比如ARD1 具有KAT 活性,介導催化ε-氨基的乙?;?,并刺激細胞增殖[24-25];介導HSP70 乙?;瘉碚{(diào)節(jié)平衡蛋白質(zhì)的復性、降解反應(yīng)[26];與PIX(一種鳥嘌呤核苷酸交換因子GEF)相互作用,發(fā)揮其抗轉(zhuǎn)移功能,抑制細胞的遷移能力[23]。酵母中ARD1 基因的研究較少。Whiteway等[27]提出ARD1 介導酵母孢子的形成,進而影響細胞的有絲分裂周期。

本研究通過基因敲除、基因回補等方法證明ARD1 基因與釀酒酵母ZX11 的低溫耐受的相關(guān)性。利用GST-Pull down 聯(lián)合質(zhì)譜檢測,酵母雙雜交驗證由CBK1 編碼的Cbk1p 蛋白和ARD1 編碼的Ard1p 蛋白互作,為闡明ZX11 響應(yīng)低溫脅迫的分子機制奠定基礎(chǔ),為選育優(yōu)良的低溫耐受釀酒酵母提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

本試驗所用菌株:野生型酵母菌株ZX11 為本實驗室保存。大腸桿菌DH5α、大腸桿菌BL21(DE3)、酵母菌Y2HGold 購自普因特生物技術(shù)有限公司。

本試驗所用質(zhì)粒:pUG6SH(帶有潮霉素抗性基因)、pGEX-4T-1、PGADT7、PGBKT7、PGADT7-T、PGBKT7 -p53、PGBKT7 -Lam、pCDF -MCS1 -AtUBA1 質(zhì)粒由本實驗室保存;GST-ARD1、GSTCBK1、His-ARD1 為本研究構(gòu)建。

試劑及試劑盒:葡萄糖、蛋白胨、酵母浸粉、瓊脂、胰蛋白胨、YNB、-Ura DO Supplement、Amp、潮霉素等試劑購自寶生物生物科技有限公司;限制性內(nèi)切酶(EcoR I、BamH I、Spe I)、蛋白Marker、Primestar Max Premix(2×)、1×SDS loading buffer、X-ɑ-Gal、還原型谷胱甘肽等分子生物學試劑、缺陷培養(yǎng)基購自寶生物生物科技有限公司;大腸質(zhì)粒提取試劑盒,購自O(shè)MGA 公司;MangneGSTTMparticles 和MagneGSTTMBinding/Wash Buffer,購自Promega 公司;酵母總蛋白提取試劑盒,購自貝博生物試劑有限公司;Anti-His 多克隆抗體、Anti-FLAG 多克隆抗體、Anti-GFP 多克隆抗體、二抗Anti -IgG,購 自 Affinity Biosciences;Proleinlso GST Resin、GST 平衡緩沖液、Ni-NTA預裝重力柱,購自Sangon 公司。

1.2 方法

1.2.1 基因敲除及基因回補載體構(gòu)建 通過NCBI 查閱目的基因ARD1 的參考序列(Gene ID:856404),釀酒酵母的參考菌株為Saccharomyces cerevisiae S288c(strain:S288c),利用軟件CE Design V1.04 設(shè)計含有45 bp 左右的同源臂的引物KO-Hph-ARD1-F(ACCTAAATACATACGATC AAGCTCCAAAATAAAACTTCGTCAACCCATATG GACATATTGTCGTTAGA)和KO-Hph-ARD1-R(AGAAGCCTGGATGAAAATATACTACGTTTATAT AGGTTGATTTAAAATACGACTCACTATAGGGAG AC),以pUG6SH 為模板PCR 擴增敲除框(潮霉素抗性基因),參考馮莉[20]的方法轉(zhuǎn)化至ZX11 菌株中。取100 μL 菌液涂布在含有潮霉素的YPD 平板上,30 ℃過夜培養(yǎng),挑取陽性克隆接種于50 mL的YPD 培養(yǎng)基中,30 ℃,150 r/min 培養(yǎng)12~16 h,參考馮莉[20]的方法提ZX11 基因組,以ard1-F(CAGCAACGAGTAATTGCCAAGTG)和ard1-R(CTGCAGTGTTTAGAACCGTGCTC)為驗證引物,通過PCR 擴增敲除框片段,并送到擎科生物有限公司進行測序。

利用限制性內(nèi)切酶Spe I 和EcoR I 對pY26載體線性化處理,插入片段獲得以SpeI-ARD1-pY26T-F(TCGACGGATTCTAGAACTAGTCGAAGTATGCCTATTAATATTCGCAGAGC)和 ARD1 -EcoRI-pY26T-R(CGACGGTATCGATAAGCTTGA TATCGAATTCTTATACAATGATATCATTTACGCC)為引物,以ZX11 基因組為模板PCR 擴增。利用一步克隆試劑盒將片段和載體連接,構(gòu)建pY26 -ARD1 重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至大腸桿菌DH5α,提取陽性菌株質(zhì)粒以 pY26C -F(GGACAGGTATCCGGTAAGCG)和pY26C-R(CGTACACGCGTCTGTACAGA)為驗證引物,通過PCR 擴增后,送到擎科生物有限公司進行測序。

1.2.2 菌株的低溫脅迫處理 取待測菌株50 μL接種于50 mL 的YPD 液體培養(yǎng)基中,30 ℃,150 r/min 過夜培養(yǎng),取適量菌液轉(zhuǎn)接于新的50 mL 的YPD 培養(yǎng)基中,使其初始OD600nm值為0.1,于4 ℃,150 r/min 培養(yǎng),每48 h 測1 次OD600nm值,以在30 ℃生長的菌株做對照,觀測其生長曲線。

將pY26-ARD1 質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至ZX11△ard1 菌中,回補ARD1 基因,構(gòu)建ARD1-ZX11△ard1 菌株,在SD-Ura 培養(yǎng)基中培養(yǎng)1~2 d 后,用無菌水將菌液稀釋到OD600nm值為1,再進行梯度稀釋10-1~10-4,從每個梯度稀釋液中取2 μL 點樣于YPD 固體培養(yǎng)基上,4 ℃下培養(yǎng)16 d,以30 ℃生長的菌株做對照,進一步驗證ARD1 與低溫脅迫的相關(guān)性。

1.2.3 GST-Pull down 聯(lián)合質(zhì)譜分析篩選互作蛋白 GST-Pull down 試驗方法按照Promega 公司的MagneGSTTMPull Down System 進行。

1)表達載體構(gòu)建及融合蛋白的表達純化 參照1.2.1 節(jié)的方法構(gòu)建重組質(zhì)粒GST-ARD1,將質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至大腸桿菌BL21(DE3)中,以GST 質(zhì)粒為對照。取50 μL 菌液加入30 mL 的LB(+Amp)培養(yǎng)基中,37 ℃,200 r/min 培養(yǎng)活化;將培養(yǎng)物按1∶100 比例接入200 mL LB(+Amp)液體培養(yǎng)基中,200 r/min,37 ℃培養(yǎng)至OD600=0.4~0.6;以預試驗確定的最佳IPTG 濃度、時間和溫度誘導表達融合蛋白。4 ℃,5 000 r/min 離心5 min 后棄培養(yǎng)液,用30 mL GST 緩沖液重懸菌體;用低溫超高壓連續(xù)流細胞破碎儀破碎2~3 次,4 ℃,12 000 r/min 離心30 min 留上清,過0.22 μm 的濾膜。取80 μL MagneGSTTM磁珠于2 mL 的PE管中,用MagneGSTTM Binding 平衡柱子。取400 μL 上一步誘導表達的融合蛋白上清液于磁珠中,4 ℃旋轉(zhuǎn)孵育,用500 μL Wash Buffer 洗脫雜蛋白。取出GST-ARD1 誘餌蛋白和GST-磁珠的混合物,GST標簽蛋白與GST-磁珠的混合物。

2)酵母總蛋白的提取 參考貝博公司的酵母總蛋白提取試劑盒說明書提供的步驟,提取ZX11 酵母總蛋白。

3)ARD1 互作蛋白的篩選 將ZX11 酵母總蛋白過0.22 μm 濾膜,取400 μL 分別與上一步得到兩組蛋白-磁珠混合物混合,4 ℃旋轉(zhuǎn)孵育,用500 μL 的Wash Buffer 洗脫雜蛋白。洗滌完成后加 入40 μL 1×SDS loading buffer,95 ℃煮 沸5 min,將蛋白混合樣品分離。所得溶液是通過GSTPull down 初步篩選到的互作蛋白混合液,取20 μL 混合液進行SDS-PAGE 檢測。

1.2.4 LC-MS/MS 篩選互作蛋白 將上一步得到的蛋白膠用手術(shù)刀片切下整個泳道,并將目的條帶切成1 mm2大小的膠塊置于5 mL 的EP 管中,加入無菌水在室溫下進行脫色處理,至膠塊無色透明,送到陜西致研生物科技有限公司進行質(zhì)譜檢測。

1.2.5 酵母雙雜交(Yeast Two-Hybrid Assays)檢驗互作蛋白 參照1.2.1 節(jié)的方法構(gòu)建重組質(zhì)粒pGBKT7-ARD1 和pGADT7-Prey 質(zhì)粒,轉(zhuǎn)化至酵母菌株Y2H Gold,30 ℃,150 r/min 培養(yǎng)1~2 d,用無菌水將菌液稀釋到OD600nm值為1,取2 μL 菌液點樣于相應(yīng)的SD 固體培養(yǎng)基上,30 ℃培養(yǎng)3~5 d,觀察酵母菌生長狀況和菌落顏色變化。

1)自激活驗證 按照上述步驟,將2~5 μg pGBKT7-ARD1 轉(zhuǎn)化至酵母Y2HGold 中,再將pGADT7 轉(zhuǎn)化至酵母pGBKT7-ARD1(Y2HGold)中,涂布在DDO(-Leu/-Trp/SD)培養(yǎng)基上,生長3~5 d,挑取單菌落接種于DDO 液體培養(yǎng)基,在30 ℃下培養(yǎng)2~3 d,吸取2 μL 酵母菌液點樣于TDO(-Leu/-Trp/-His/SD/X-ɑ-Gal)固體培養(yǎng)基上,30 ℃培養(yǎng)3~5 d,觀察酵母菌生長狀況和菌落顏色變化。

2)蛋白互作驗證 將pGBKT7-ARD1 和pGADT7-Prey 共同轉(zhuǎn)化至酵母Y2HGold 中,同時將陽性對照(pGBKT7-53 和pGADT7-T)和陰性對照(pGBKT7-Lam 和pGADT7-T)共同轉(zhuǎn)化至Y2HGold 中,分別涂布在DDO 培養(yǎng)基上,生長3~5 d,挑取單菌落接種于DDO 液體培養(yǎng)基,在30℃下培養(yǎng)2~3 d,吸取2 μL 酵母菌液點樣于QDO(-Leu/-Trp/-His/-Ade/SD/X-ɑ-Gal)固體培養(yǎng)基上,30 ℃培養(yǎng)3~5 d,觀察酵母菌生長狀況和菌落顏色變化。

1.2.6 GST-Pull down 驗證互作蛋白 參照1.2.1節(jié)的方法構(gòu)建重組質(zhì)粒His-ARD1 和GST-Prey質(zhì)粒。本試驗設(shè)置2 組對照組和1 組試驗組。對照組1 為His 質(zhì)粒與GST-Prey 質(zhì)粒共同轉(zhuǎn)化至BL21(DE3)中,對照組2 為His-ARD1 質(zhì)粒與GST 質(zhì)粒共轉(zhuǎn)至BL21(DE3)中,試驗組為His-ARD1 和GST-Prey 質(zhì)粒共同轉(zhuǎn)化至大腸桿菌BL21(DE3)中。

試驗組和對照組1 用Proleinlso GST Resin對融合蛋白進行分離純化。取1 mL 50%的谷胱甘肽-瓊脂糖樹脂勻漿,用5~10 倍柱體積的GST 平衡緩沖液平衡層析柱,至流出液電導和pH 值不變(與平衡液一致);取35 mL 的融合蛋白與Proleinlso GST Resin 混合,在4 ℃下孵育5~10 h;用10 倍柱體積的平衡緩沖液洗滌層析柱,收集流出液;用洗脫緩沖液(50 mmol/L Tris-HCl pH 8.0,10 mmol/L 還原型谷胱甘肽)洗脫并收集蛋白混合樣品;取80 μL 蛋白混合樣品加 入20 μL 5×loading buffer,95 ℃煮沸5 min,所得溶液即獵物蛋白和誘餌蛋白的混合液。

對照組2 用Ni-NTA 對融合蛋白進行分離純化。取1 mL 50% 的Ni-NTA 勻漿,用5~10 倍柱體積的平衡緩沖液(20 mmol/L Tris-HCL pH 7.5、0.5 mol/L NaCl、10%甘油、5 mmol/L 的咪唑)平衡層析柱;取35 mL 的融合蛋白與Ni-NTA 混合,在4 ℃下孵育5~10 h;用10 倍柱體積的平衡緩沖液(20 mmol/L Tris-HCL pH 7.5、0.5 mol/L NaCl、10%甘油、20 mmol/L 的咪唑)洗滌層析柱,收集流出液;用洗脫緩沖液(20 mmol/L Tris-HCL pH 7.5、0.5 mol/L NaCl、10%甘油、150 mmol/L咪唑)洗脫并收集蛋白混合樣品;取80 μL 蛋白混合樣品加入20 μL 5×loading buffer,95 ℃煮沸5 min。分別取20 μL 上述樣品進行SDS-PAGE 電泳檢測,并進行Western Blot 檢測。

2 結(jié)果

2.1 基因敲除與基因回補載體構(gòu)建

用驗證引物PCR 擴增同源重組在ZX11 基因組上的潮霉素抗性基因,核酸電泳檢測片段長度應(yīng)為1 999 bp(如圖1a)與預期相符,經(jīng)測序進一步確認ARD1 基因敲除成功;用驗證引物PCR 擴增重組質(zhì)粒GST-ARD1,核酸電泳檢測插入片段長度應(yīng)為1 168 bp(如圖1b),經(jīng)測序表明目的片段插入無誤,重組表達載體構(gòu)建成功。

圖1 ARD1 基因敲除與基因回補載體構(gòu)建Fig.1 Construction of ARD1 gene knockout and gene complementation vector

2.2 菌株的低溫脅迫響應(yīng)

為了驗證ARD1 與野生型釀酒酵母ZX11 耐受低溫的關(guān)系,本研究測試了30 ℃和4 ℃下ZX11 與ZX11△ard1 突變菌株在YPD 液體培養(yǎng)基中的生長狀況。繪制的兩組菌株生長曲線,如圖2 所示,在30 ℃下,兩組菌株的生長趨勢差異不大。生長8 h 后兩組菌幾乎同時進入穩(wěn)定生長期。在4 ℃下,ZX11 在整個生長周期中有明顯的生長優(yōu)勢,其在對數(shù)生長期生長較快,僅用200 h 進入穩(wěn)定生長期,OD600值穩(wěn)定在5.2 左右。與在30 ℃下生長的趨勢相似。ZX11△ard1 沒有明顯的生長拐點,生長緩慢,生長400 h 后OD600nm值趨于穩(wěn)定,OD600值穩(wěn)定在3 左右,與該條件下ZX11 菌株差異較大,也與在30 ℃下的生長有顯著差異。該結(jié)果說明ARD1 基因敲除影響ZX11 菌株在低溫條件下的生長。

圖2 不同溫度條件下ZX11 和突變菌株(ZX11△ard1)的生長曲線Fig.2 Growth curves of ZX11 and mutant strain(ZX11△ard1)at different temperatures

將ARD1 基因回補到ARD1 敲除菌株ZX11△ard1 中,在30 ℃和4 ℃環(huán)境下的生長情況如圖3 所示。在30 ℃中,3 組菌斑在每個濃度梯度下差異較小。4 ℃環(huán)境中,ZX11△ard1 菌斑在OD600nm為1 的時候就有差異,從10-1到10-4濃度下幾乎沒有生長,說明敲除ARD1 基因后,菌株在低溫環(huán)境下生長受到抑制。ZX11△ard1 回補ARD1 基因后,菌斑大小又恢復到原來的狀態(tài),說明ARD1 基因?qū)X11 菌株在低溫環(huán)境下的生長起著關(guān)鍵的作用。

圖3 不同溫度環(huán)境下ZX11、突變菌株(ZX11△ard1)和突變菌株回補ARD1 基因的生長狀況Fig.3 Growth status of ZX11,mutant strain(ZX11△ard1)and mutant strain complementing ARD1 gene at different temperatures

2.3 表達載體構(gòu)建及融合蛋白的表達純化

GST-ARD1 和GST 表達載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5α 菌株,培養(yǎng)并提取質(zhì)粒后轉(zhuǎn)化BL21(DE3)表達菌株,IPTG 誘導表達 GST-ARD1 誘餌蛋白和GST 標簽蛋白,預試驗中最佳誘導表達條件是添加0.2 mmol/L IPTG,于16 ℃下誘導培養(yǎng)18 h,該條件下,上清液中的蛋白表達比較均一且表達量穩(wěn)定,融合蛋白GST-ARD1 分子質(zhì)量55.3 ku,標簽蛋白GST 分子質(zhì)量27.9 ku。通過GST-磁珠純化,結(jié)果如圖4 所示,大部分雜蛋白消失,得到純度較高的帶有GST 標簽的融合蛋白。

圖4 融合蛋白GST-ARD1 和標簽蛋白GST 的表達純化Fig.4 Expression and purification of GST-ARD1 fusion protein and GST-tagged protein

2.4 GST-Pull down 聯(lián)合質(zhì)譜分析篩選互作蛋白

2.4.1 GST-Pull down 篩選互作蛋白 成功提取ZX11 的總蛋白,然后將總蛋白分別與結(jié)合在GST-磁珠上的GST-ARD1 誘餌蛋白和GST 標簽蛋白進行孵育,煮脫的混合蛋白樣品經(jīng)SDSPAGE 進行檢測,結(jié)果如圖5 所示,純化后的誘餌蛋白可以與GST 磁珠親和,融合蛋白GST-ARD1分子質(zhì)量55.3 ku,標簽蛋白GST 分子質(zhì)量27.9 ku。除去對照組條帶,試驗組仍有差異條帶,說明目的蛋白在ZX11 總蛋白中釣取了部分互作蛋白。

圖5 混合蛋白樣品的SDS-PAGE 檢測Fig.5 SDS-PAGE detection of mixed protein samples

2.4.2 質(zhì)譜分析互作蛋白 通過質(zhì)譜鑒定,首先選擇只在GST-ARD1 試驗組中被鑒定到的蛋白,并剔除存在于GST 對照組中的蛋白。根據(jù)蛋白亞細胞定位信息以及已經(jīng)報道的蛋白質(zhì)功能,篩選到12 種可能與ARD1 相互作用的蛋白質(zhì),如表1所示。

表1 LC-MS/MS 鑒定的ARD1 相互作用蛋白Table 1 ARD1 interacting proteins identified by LC-MS/MS

2.5 酵母雙雜交(Yeast Two-Hybrid Assays)檢測互作蛋白

2.5.1 pGBKT7-ARD1 自激活檢測 用一步克隆試劑盒構(gòu)建pGBKT7-ARD1 和pGADT7-CBK1重組載體,經(jīng)電泳檢測和測序,鑒定重組載體構(gòu)建成功。分別將pGBKT7-53 和pGADT7-T(陽性對照)、pGBKT7 -Lam 和pGADT7-T(陰性對照)以及pGBKT7-ARD1 和pGADT7(試驗組)共同轉(zhuǎn)化至Y2HGold 酵母中。

取3 組菌液點樣在相應(yīng)的平板上,菌株生長情況如圖6a 所示。均在TDO 的平板生長,說明質(zhì)粒轉(zhuǎn)化成功,陽性對照在QDO/X-ɑ-Gal 的固體培養(yǎng)基上生長,陰性對照和試驗組沒有在QDO/Xɑ-Gal 的固體培養(yǎng)基上生長,說明ARD1 基因沒有自激活作用。

圖6 酵母雙雜自激活檢測及互作驗證Fig.6 Yeast two-hybrid self-activation detection and interaction verification

2.5.2 蛋白互作關(guān)系驗證 取3 組菌液點樣在相應(yīng)的平板上,均在TDO 固體培養(yǎng)基上生長,說明質(zhì)粒轉(zhuǎn)化成功,陰性對照沒有在DDO/X-ɑ-Gal 的固體培養(yǎng)基上生長,陽性對照和pGADT7-CBK1在DDO/X-ɑ-Gal 固體培養(yǎng)基上生長并變色(如圖6b),說明ARD1 基與CBK1 在酵母中存在互作。

2.6 GST-Pull down 驗證互作蛋白

將對照組和試驗組的混合蛋白樣品進行SDS-PAGE 電泳結(jié)果如圖7a 所示。對照組1 中有融合蛋白GST-CBK1,分子質(zhì)量為114.6 ku。對照組2 中有His-ARD1 融合蛋白,分子質(zhì)量為31 ku,試驗組中分別檢測到GST-CBK1 和His-ARD1 蛋白。結(jié)合免疫共沉淀結(jié)果,如圖7b 所示,試驗組中檢測到Cbk1p 和Ard1p 蛋白,即CBK1與ARD1 結(jié)合,說明CBK1 與ARD1 在體外存在直接相互作用。

圖7 GST-Pull down 點對點驗證ARD1 與CBK1 的相互作用Fig.7 GST-Pull down peer-to-peer verification of the interaction between ARD1 and CBK1

3 討論與結(jié)論

本研究通過基因敲除和基因回補,構(gòu)建了ZX11△ard1 和ARD1-ZX11△ard1 突變體菌株,研究它們在30 ℃和4 ℃下的生長表型,確定了ARD1 基因是與釀酒酵母ZX11 低溫耐受相關(guān)的基因;通過GST-Pull down 聯(lián)合質(zhì)譜分析獲得了與Ard1p 互作的蛋白Cbk1p,用酵母雙雜交技術(shù)和GST pull-down 驗證了兩個在體外和酵母體內(nèi)均存在互作。CBK1 是AGC 激酶家族的成員之一,與NDR 蛋白激酶關(guān)系密切[28]。在釀酒酵母中,Cbk1p 通過多位點磷酸化,負責幾丁質(zhì)酶轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄因子Ace2p 的激活,調(diào)控細胞周期[29],這種調(diào)控對ACE2 細胞的定位和酵母生長過程中的細胞分離十分重要[4]。Wakade等[30]研究發(fā)現(xiàn),在酵母生長階段,CBK1 可以磷酸化調(diào)節(jié)多個基因來影響酵母的生長分裂,例如,CBK1 通過磷酸化SSD1,影響酵母細胞壁的合成,進而影響細胞的有絲分裂。

因此CBK1 基因和酵母的生長繁殖與細胞壁功能有著密切的聯(lián)系,而細胞壁對于酵母響應(yīng)低溫脅迫有關(guān)鍵作用[31],ARD1 在低溫條件下可能通過與CBK1 相互作用來參與酵母細胞的分裂過程,影響細胞壁完整性,從而調(diào)控酵母低溫耐受能力。本研究結(jié)果對深入研究ARD1 基因調(diào)控釀酒酵母低溫耐受的分子機制具有重要意義。

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