枯草芽孢杆菌BEST195的碳水化合物酶类(CAZymes)的分布与进化分析

祝友朋，韩长志

(西南林业大学生物多样性保护学院/云南省森林灾害预警与控制重点实验室，云南 昆明 650224)

【研究意义】近些年，学术界关于植物病原真菌[1]、卵菌[2]、细菌[3]中碳水化合物活性酶类(Carbohydrate-Active Enzymes, CAZymes)的研究已涉及预测、遗传关系分析、蛋白互作等[3-4]以及在植物与病原菌互作过程中的功能等领域[5]，并呈现出较快的增长趋势[6]。枯草芽孢杆菌BEST195作为纳豆菌的一种，是纳豆生产中重要的工业菌株之一，CAZymes蛋白影响着纳豆的产量，但尚不清楚枯草芽孢杆菌BEST195的CAZymes的情况。【前人研究进展】有关CAZymes形成CAZy数据库(http://www.cazy.org/)[7]，主要涉及以下6大类，糖苷水解酶(GHs)、糖基转移酶(GTs)、多糖裂解酶(PLs)、碳水化合物酯酶(CEs)、辅助酶类家族(AAs)以及碳水化合物绑定结构(CBMs)[6]。CAZy数据库是专业描述碳水化合物功能域相关酶的数据库[7-8]，为开展细菌中CAZymes的注释与聚类分析提供了基础[9]。到目前为止该数据库中GH、GT、PL、CE、AA、CBM类别的家族数量分别为167、110、40、17、16、86个，其数量相比之前均有一定的增加。枯草芽孢杆菌BEST195(Bacillussubtilissubsp.nattoBEST195)是日本三菱化学生命研究所从纳豆中分离到的枯草芽孢杆菌纳豆亚种[10]，主要产生多聚γ-谷氨酸(poly-γ-glutamic acid, γPGA)[11]，然后将大豆发酵为纳豆。目前，国内外学者对纳豆菌的研究集中在代谢产物纳豆激酶[12]、抗菌作用[13]等方面，细菌分泌蛋白的研究主要有香蕉细菌性软腐病菌[14]、茄青枯病菌[15]、丁香假单胞杆菌番茄致病变种[16]等植物病原细菌及枯草芽孢杆菌XF-1生防菌[17]等。【本研究切入点】前人根据枯草芽孢杆菌BEST195的全基因组序列[18-19]与其他枯草芽孢杆菌菌株进行比较基因组分析，发现γPGA的产生与鞭毛蛋白FliF有直接关系[11]，且CAZymes影响着γPGA的产量，进而影响着纳豆的产量。……