分枝杆菌(Mycobactoeriumneaurum M3 △ksdD::ksdD-MNR,HB)可降解植物甾醇(Phytosterol,PS)合成药物中间体雄留-4-烯-3,17-二酮(Androst-4-ene-3,17-dione,AD)和雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮(Androst-1,4-diene-3,17-dione,ADD)。在 HB 转化 PS体系中添加环糊精(Cyclodextrin,CD)作为助溶剂,该体系除物理增溶外,还通过影响细胞膜的通透性,底物/产物的转运过程进而影响生物催化的效率。目前对这种作用在微生物中的发生机制还缺乏系统了解。本文基于代谢组学和蛋白质组学研究了环糊精处理不同时间(24h、48h、60h)后分枝杆菌细胞特性的变化,包括生长情况、胞内代谢物的种类和相对含量变化,以及60h时全蛋白质的变化;并以无环糊精添加时分枝杆菌降解植物甾醇60h为对照组,研究了环糊精对分枝杆菌转化特性以及植物甾醇侧链降解途径的影响,对全面认知微生物复杂代谢特性与环糊精之间的关系,揭示环糊精作用的物质基础,建立高效环糊精催化体系具有重要的科学意义。运用GC-MS技术,结合多元统计分析手段,从代谢组学角度分析CD处理HB不同时间后胞内代谢物的差异。结果表明,CD处理24h和60h时代谢物有明显变化,而48h时差异不明显,提取到主要的生物标志物有4种糖类、6种氨基酸和6种脂肪酸。CD处理使HB胞内糖类物质相对含量下降,氨基酸相对含量上升,饱和脂肪酸相对含量上升,多不饱和脂肪酸相对含量下降。运用相对定量iTRAQ技术,结合生物信息学分析,从蛋白质组角度分析CD处理分枝杆菌60h时的差异蛋白质。结果表明,81个差异蛋白中有41个表达上调,40个表达下调,差异蛋白发挥的分子功能主要有核糖体、rRNA结合蛋白、翻译以及水解酶活性的功能,上调蛋白质主要参与到细胞膜转运系统,核酸修复系统以及氧化还原过程中,而下调蛋白质主要参与到细胞核酸代谢途径中。同样以代谢组学和蛋白质组学的方法分析CD对HB转化特性的影响,结果表明,HB在CD体系下进行PS转化60h时胞内代谢物种类和相对含量与无CD存在时有明显差异,胞内糖类物质相对含量下降,氨基酸相对含量上升,饱和脂肪酸相对含量降低,多不饱和脂肪酸相对含量上升;蛋白质组结果表明,145个差异蛋白质,107个表达上调,38个表达下调。差异蛋白质发挥的分子功能主要为氧化还原活性、转移酶活性和脂肪酸合成酶活性;上调蛋白主要参与到脂肪代谢途径、氧化磷酸化代谢途径、生物素代谢途径、苯酸盐代谢途径以及糖异生途径;植物留醇的降解过程中的关键酶类固醇脱氢酶,胆固醇单加氧酶和3-留酮-1-脱氢酶的表达量的上调表明环糊精可促进其降解过程。