中文摘要：

丁醇是一种重要的溶剂和燃料添加剂，而拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii）是丁醇发酵工业的代表性菌种。利用木质纤维素发酵产丁醇是目前的研究热点，但拜氏梭菌对木糖利用的能力偏低成为纤维素丁醇制备的限制性瓶颈。双组分调控系统（TCS）是拜氏梭菌中介导木糖代谢的关键调控因子，本课题组前期的工作已发现了一组明显影响木糖代谢的双组分系统xTCS01。本项目将对xTCS01的调控机制进行深入研究，结合基因芯片分析、凝胶阻滞和Footprinting等技术揭示xTCS01与下游靶基因的互作关系；寻找并确认xTCS01直接作用的DNA结合位点及精确序列，从而解析xTCS01在拜氏梭菌木糖代谢过程中的分子调控机制及其调控网络。这些研究结果将拓展人们对拜氏梭菌中信号传导机制的认识，同时也为进一步优化拜氏梭菌基于木糖代谢的遗传改良设计提供理论依据。

结论摘要：

木糖是自然界中储量最丰富的五碳糖，是秸秆等木质纤维原料中除葡萄糖外最主要的糖组分。因此，木糖信号感应及转运对于微生物利用这类生物质至关重要。本课题围绕重要产溶剂梭菌—拜氏梭菌中新发现的、与木糖信号感应及木糖转运调控相关的一个基因簇展开研究。课题进展顺利，在完成预定目标任务的基础上，有较重要的新发现。我们在产溶剂梭菌中鉴定了一个由六个蛋白组成的木糖信号响应和调控模型。 该模型由一个“三组分”系统和一个木糖ABC类型的转运子组成。该“三组分”系统又含有一个双组分调控系统LytS/YesN和一个辅助蛋白XylFII。有趣的是，尽管XylFII包含一个跨膜域，但它并不能转运木糖，而是作为一个信号响应分子去协助LytS/YesN感应外界的木糖分子。对比前期研究，XylFII是一种新型的协助双组分系统感应糖分子的辅助蛋白。更为重要的是，该“三组分”系统在厚壁菌门细菌中广泛存在，预示着它具有普适性，在细菌木糖代谢过程中扮演着重要角色。