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酿酒酵母细胞内存在两种与cAMP相关的信号通路,分别由异三聚体G蛋白和小G蛋白Ras介导。酿酒酵母的Ras-cAMP信号通路对酵母细胞的代谢、增殖、分化及胁迫抗性具有重要作用。Ras-cAMP信号通路的下游直接靶标是cAMP依赖性的蛋白激酶A即PKA;当Ras蛋白活性过高时,PKA活性亦随之升高。PKA作为丝/苏氨酸激酶,可令其靶蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化。借助于磷酸化作用,PKA可调节细胞对外界营养条件和压力状况的应激反应过程。研究表明,酿酒酵母细胞PKA的活性可影响细胞的热击抗性;在PKA活性过高的情况下,酿酒酵母细胞的热击抗性较野生型明显降低。
为进一步深入探讨PKA高活性与细胞热击抗性之间的关系,本研究从W303—la YCp22RASva119菌株出发,利用mTn-lacZ/LEU2诱变文库随机插入其染色体的任意部位形成转座子。mTn文库转入W303-la YCp22RAS2va119菌株后,若转座子插入位点是抗性相关基因的ORF或顺式作用元件,则所形成突变株的热击抗性可能会有所改变。纯化所得转化子,检验其热击抗性,鉴别出六株热击抗性增强突变株;其中ZL7、ZL9和ZL13热击耐受时间高达6min,而ZL10、ZL11和ZL16的热击耐受时间亦增至3min。再用过pRSQ2-URA3质粒回收鉴别转座子在染色体上的插入位点,确认发生突变的基因;其中ZL7突变株为NOP7和RAS2双失活菌株,ZL9突变株为ULP2失活菌株,ZL10和ZL16突变株均为NFS1失活菌株,ZL11突变株为TPK1失活菌株,ZL13突变株为TIM9失活菌株。最后通过构建YCp33ULP2、YCp33TIM9,并将之与现有的YCp33TPK1以及YCp33NOP7质粒分别转化至相应缺失菌株,形成回复突变株,后者恢复野生型菌株的热击抗性,说明ZL7、ZL9、ZL11以及ZL13等四菌株的突变位点确认无误。