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细菌基因组中脂类代谢的比较

作　者: 张玉胜
导　师: 陈玲玲
学　校: 山东理工大学
专　业: 生物物理
关键词: 脂类代谢 Ⅱ型脂肪酸合成途径同源模建病原细菌药物靶标
分类号: Q933
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

脂类是生物体内一大类重要的有机化合物,行使重要的生物学功能。但是长期以来,人们对脂类代谢的研究主要集中在动物,所用方法也多是实验方法,而对于细菌脂类代谢的研究相对较少,且研究也大多局限于对单个细菌的脂类合成与分解的某个蛋白或基因的分析。针对这一问题,我们采用基因组分析的方法,统计比较了不同类型细菌基因组中脂类代谢相关酶的差异。由于在国际公共数据库中已有的基因组注释信息依然存在很多问题,我们首先对选取细菌的基因组进行了重新注释；将重新注释过的131种细菌按照革兰氏属性、最适生长温度和对氧气需求的不同进行分类。从基因的水平上,统计每种脂类代谢相关酶在不同类型细菌中的分布,比较不同类型细菌脂类代谢的差异,并对差异做进一步讨论与分析。通过对细菌基因组中脂类代谢相关酶的统计分析,发现不同类型的细菌脂类代谢主要存在以下差异：(1)厌氧细菌主要通过不饱和脂肪酸链的延伸合成不饱和脂肪酸,而好氧细菌主要通过长链脂肪酸的脱氢合成不饱和脂肪酸；(2)不饱和脂肪酸合成酶主要存在于低温和中温细菌中,在高温细菌中很少存在；(3)负责起始脂肪酸合成和初期脂肪酸链延长的3-酮酰基-ACP合成酶Ⅲ在细菌中广泛存在,而在高温细菌中主要通过3-酮酰基-ACP合成酶Ⅱ负责后续脂肪酸链的延长,在中温和低温细菌中主要通过3-酮酰基-ACP合成酶Ⅰ负责后续脂肪酸链的延长；(4)革兰氏阳性细菌也可以通过存在于哺乳动物中的甲羟戊酸途径来合成异戊烯焦磷酸；(5)细菌主要通过广泛存在于基因组中的甘油-3-磷酸途径生成磷脂酸。在细菌Ⅱ型脂肪酸合成途径中,每一步反应都由单独的酶催化,并且这些酶在不同种属的细菌中具有高度专一性,使得致病细菌脂肪酸合成相关酶成为进行抗菌药物筛选的较为理想的靶标。通过同源模建,构建了肺炎链球菌、溃疡分支杆菌和粪肠球菌三种病原细菌脂肪酸合成相关酶的三维结构,对下一步开发和筛选这三种病原细菌的抗菌药物,具有一定的研究意义和参考价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章引言  8-15
  1.1 研究目的和意义  8
  1.2 国内外研究现状分析  8-13
    1.2.1 脂类代谢的研究进展  8-9
    1.2.2 细菌脂类代谢应用的研究进展  9-12
    1.2.3 细菌基因组的研究进展  12-13
  1.3 细菌脂类代谢的研究目前存在的问题  13
  1.4 研究内容  13-15
第二章细菌基因组重新注释及细菌分类  15-17
  2.1 数据获取  15
  2.2 研究方法  15-16
  2.3 结果与讨论  16
  2.4 细菌分类  16-17
第三章细菌基因组脂类代谢相关酶的统计与比较  17-35
  3.1 脂肪酸的代谢  17-22
    3.1.1 脂肪酸的合成  17-19
    3.1.2 脂肪酸的分解代谢  19-21
    3.1.3 不饱和脂肪酸的合成  21-22
  3.2 类固醇的合成  22-27
  3.3 甘油酯的代谢  27-30
  3.4 甘油磷脂的代谢  30-35
第四章细菌基因组脂类代谢的分析与讨论  35-45
  4.1 细菌脂肪酸代谢  35-42
    4.1.1 脂肪酸的合成(Fatty acid biosynthesis)  35
    4.1.2 脂肪酸的分解代谢(Fatty acid metabolism)  35-36
    4.1.3 大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和肺炎球菌三种模式细菌中脂肪酸合成及调控的比较  36-39
    4.1.4 大肠杆菌、枯草芽孢杆菌两种模式细菌脂肪酸分解代谢的比较  39-41
    4.1.5 不同类型细菌脂肪酸代谢的分析与讨论  41-42
  4.2 类固醇的合成(Steroid biosynthesis)  42-43
  4.3 甘油酯的代谢(Glycerolipid metabolism)  43
  4.4 甘油磷脂的代谢(Glycerophospholipid metabolism)  43-45
第五章脂肪酸合成相关酶的同源模建  45-52
  5.1 脂肪酸合成酶做为抗菌药物筛选的靶标  45
  5.2 药物靶标概述  45-46
  5.3 蛋白质三维结构同源模建  46-48
  5.4 三种病原细菌脂肪酸合成酶的同源模建  48-52
    5.4.1 三种人体病原细菌概述  48
    5.4.2 同源模建  48-52
第六章总结  52-53
参考文献  53-58
附录  58-59
在学期间公开发表论文及著作情况  59-60
致谢  60

细菌基因组中脂类代谢的比较

内容摘要

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