施氏假单胞菌乳酸代谢相关蛋白及其分子调控机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    31000014
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    18.0万
  • 负责人：
    高超
  • 依托单位：
    上海交通大学
  • 学科分类：
    C0103.微生物组学与代谢
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

微生物乳酸代谢涉及NAD依赖型乳酸脱氢酶和NAD非依赖型乳酸脱氢酶（iLDH）。iLDH多为诱导型表达且在乳酸代谢中起关键作用，因而其表达调控机制的研究对于微生物乳酸代谢调控机制研究具有重要意义。施氏假单胞菌SDM能够以乳酸为唯一碳源生长，根据前期研究结果推断该菌株中乳酸代谢关键酶为乳酸诱导表达的L-iLDH与D-iLDH；通过基因组比对分析，确定菌株SDM中D-iLDH与L-iLDH基因在基因组上相邻排列，且可能与乳酸透性酶基因、调节基因及操纵基因共同构成一个新的乳酸代谢操纵子，该操纵子结构及调控方式与目前报道的乳酸代谢操纵子均具有明显区别。本项目拟以施氏假单胞菌SDM为研究对象，通过基因敲除手段，揭示iLDH在该菌株乳酸代谢过程中的具体作用；采用生物化学与分子生物学手段相结合，分析验证该操纵子中调节基因的具体生物学功能，提出一种新型的乳酸代谢操纵子模型，阐明假单胞菌乳酸代谢调控机制。

结项摘要

微生物乳酸代谢涉及NAD依赖型乳酸脱氢酶和NAD非依赖型乳酸脱氢酶。NAD非依赖型乳酸脱氢酶多为诱导型表达且在乳酸代谢中起关键作用，因而其表达调控机制的研究对于微生物乳酸代谢调控机制研究具有重要意义。施氏假单胞菌SDM能够以乳酸为唯一碳源生长，根据前期研究结果推断该菌株中乳酸代谢关键酶为乳酸诱导表达的NAD非依赖型L-乳酸脱氢酶与NAD非依赖型D-乳酸脱氢酶；本项目前期首先对施氏假单胞菌SDM全基因组进行了测序，该菌株基因组序列拼接后总长度为4,242,853bp,共预测到3884个编码框（CDS），编码覆盖度为85.6%，其中能够预测功能的CDS共有2893个，该基因组序列已被提交于DDBJ/EMBL/GenBank服务器，序列号为AGSX00000000，各个contig序列编号为AGSX01000001至AGSX01000199。在此基础上通过序列比对分析获得了施氏假单胞菌SDM中的乳酸代谢操纵子各元件基因序列，通过pK18mob系统实现了施氏假单胞菌SDM 中NAD非依赖型L-乳酸脱氢酶的敲除,确定了NAD非依赖型L-乳酸脱氢酶与NAD非依赖型D-乳酸脱氢酶在施氏假单胞菌SDM中L-乳酸与D-乳酸代谢的关键作用。通过基因组比对分析，确定假单胞菌中NAD非依赖型L-乳酸脱氢酶与NAD非依赖型D-乳酸脱氢酶基因在基因组上相邻排列，且可能与乳酸透性酶基因、调节基因及操纵基因共同构成一个新的乳酸代谢操纵子，该操纵子结构及调控方式与目前报道的乳酸代谢操纵子均具有明显区别。本项目后期以铜绿假单胞菌XMG为研究对象；采用生物化学与分子生物学手段相结合，分析验证了铜绿假单胞菌XMG乳酸操纵子中调节基因与操纵基因的具体生物学功能，提出了一种新型的乳酸代谢操纵子模型，阐明了假单胞菌属微生物的乳酸代谢调控机制。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Kinetic resolution of 2-hydroxybutanoate racemic mixtures by NAD-independent L-lactate dehydrogenase
通过不依赖 NAD 的 L-乳酸脱氢酶动力学拆分 2-羟基丁酸酯外消旋混合物
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Bioresource Technology
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Gao; Chao;Zhang; Wen;Ma; Cuiqing;Liu; Peng;Xu; Ping
  • 通讯作者：
    Ping
Production of N-Acetyl-D-Neuraminic Acid by Use of an Efficient Spore Surface Display System
利用高效孢子表面展示系统生产 N-乙酰基-D-神经氨酸
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Applied and Environmental Microbiology
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Xu; Xiaoman;Gao; Chao;Zhang; Xifeng;Che; Bin;Ma; Cuiqing;Qiu; Jianhua;Tao; Fei;Xu; Ping
  • 通讯作者：
    Ping
Efficient bioconversion of L-threonine to 2-oxobutyrate using whole cells of Pseudomonas stutzeri SDM
使用施氏假单胞菌 SDM 全细胞将 L-苏氨酸有效生物转化为 2-氧代丁酸
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Bioresource Technology
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Zhang; Wen;Gao; Chao;Che; Bin;Ma; Cuiqing;Zheng; Zhaojuan;Qin; Tong;Xu; Ping
  • 通讯作者：
    Ping
Biotechnological routes based on lactic acid production from biomass
基于生物质生产乳酸的生物技术路线
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Biotechnology Advances
  • 影响因子：
    16
  • 作者：
    Gao; Chao;Ma; Cuiqing;Xu; Ping
  • 通讯作者：
    Ping
NAD-Independent L-Lactate Dehydrogenase Is Required for L-Lactate Utilization in Pseudomonas stutzeri SDM
施氏假单胞菌 SDM 中 L-乳酸的利用需要不依赖 NAD 的 L-乳酸脱氢酶
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0036519
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    PLos One
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Gao C;Jiang T;Dou P;Ma C;Li L;Kong J;Xu P
  • 通讯作者：
    Xu P

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  • 通讯作者：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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