油脂真菌刺孢小克银汉霉中苹果酸酶的表达调控λ-亚麻酸合成的机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    31000778
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    万霞
  • 依托单位：
    中国农业科学院油料作物研究所
  • 学科分类：
    C2002.食品生物化学
  • 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

γ-亚麻酸是一种来源稀少且具有多种重要生理活性功的多不饱和脂肪酸，部分微生物能代谢产生γ-亚麻酸而具有可观的经济价值。有研究表明微生物中苹果酸酶作为脂肪酸合成途径外的关键酶调控油脂积累过程且与多不饱和脂肪酸γ-亚麻酸的合成量有密切关系，但具体机制不明。本研究采用分子生物学和生物化学等技术手段，以本实验室已有的能产生γ-亚麻酸的油脂真菌刺孢小克银汉霉MIAN6为材料，以苹果酸酶在刺孢小克银汉霉中特异性失活和在油脂酵母中的表达为切入点，研究苹果酸酶的表达在γ-亚麻酸合成代谢中的具体作用，试图从多不饱和脂肪酸合成中间代谢产物、关键基因转录水平和翻译水平的变化以及表型变化三个层面揭示苹果酸酶的表达在γ-亚麻酸积累过程中调控作用的分子机制，研究意义在于为阐明油脂真菌γ-亚麻酸合成调控机制提供有价值的新观点，为如何提高γ-亚麻酸的含量提供理论指导依据，对改善生物油脂品质和提高营养价值具有重要意义。

结项摘要

本项目研究了高产gamma-亚麻酸(GLA)的油脂真菌刺孢小克银汉霉MIAN6在不同培养条件下苹果酸酶基因转录水平和蛋白水平变化情况，脂肪酸组成变化以及油脂积累的变化。结果显示在氮源缺乏的条件下，苹果酸酶基因的转录水平和蛋白表达水平都与油脂含量成正相关性。当苹果酸酶活性被芝麻酚逐步抑制后，n-6途径GLA的含量显著降低，而相应的n-3途径的alpha-亚麻酸(ALA)含量提高了一倍。此现象证实苹果酸酶参与了GLA的合成。此外首次获得了NADP+依赖型苹果酸酶。并克隆并确证了该酶的编码基因cDNA序列。氨基酸序列比对发现该酶与来源于Coprinopsis cinerea的苹果酸酶同源性为68%。该基因在非油脂酵母中表达不能提供其含油量。而在油脂酵母橘林油脂酵母中表达时，重组酵母的含油量占细胞干重由16%提高到25%。此外，NADP+依赖型苹果酸酶无论在油脂酵母还是非油脂酵母中都影响了脂肪酸的组成。C18:1含量降低，同时C18:2和C18:3的含量升高。这与我们预期苹果酸酶基因对脂肪酸，尤其是多不饱和脂肪酸组成的影响结果一致。研究过程中，我们还发现，苹果酸酶的活性还影响GLA的前体物质亚油酸的关键合成酶delta9脂肪酸去饱和酶。三个不同基因型的delta9脂肪酸去饱和酶基因首次从刺孢小克银汉霉中分离得到。将三个不同基因型的基因在ole1缺陷型的酿酒酵母L8-14C中表达，都能互补delta9脂肪酸去饱和酶基因的功能。对重组酵母的脂肪酸组成分析后发现D9DMA对底物16:0和18:0的转化效率明显高于D9DMB和D9DMC。此外，三个基因型都更偏好底物18:0而不是16:0。有意思的是，D9DMA可以利用底物 12:0, 14:0, 16:0, 17:0, 18:0 和20:0，而D9DMB可以转化14:0, 16:0, 17:0, 18:0和20:0。我们还注意到d9dma的转录水平受生长时间的调控而不受温度降低的调控。d9dmb和d9dmc既不受时间的调控而不受温度降低的调控。本研究结果为改善生物油脂品质和提高营养价值提供了理论依据。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Characterization of three Delta 9-fatty acid desaturases with distinct substrate specificity from an oleaginous fungus Cunninghamella echinulata
来自产油真菌 Cunninghamella echinulata 的三种具有不同底物特异性的 Delta 9-脂肪酸去饱和酶的表征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Molecular Biology Reports
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Wan; Xia;Liang; Zhuo;Gong; Yangmin;Zhang; Yinbo;Jiang; Mulan
  • 通讯作者：
    Mulan
Identification and characterization of PtDGAT2B, an acyltransferase of the DGAT2 acyl-Coenzyme A: Diacylglycerol acyltransferase family in the diatom Phaeodactylum tricornutum
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    FEBS Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Gong; Yangmin;Zhang; Junping;Guo; Xiaojing;Wan; Xia;Liang; Zhuo;Hu; Chuan Jiong;Jiang; Mulan
  • 通讯作者：
    Mulan
Production of gamma-linolenic acid using a novel heterologous expression system in the oleaginous yeast Lipomyces kononenkoae
使用产油酵母 Lipomyces konenkoae 中的新型异源表达系统生产 γ-亚麻酸
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    BIOTECHNOLOGY LETTERS
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Wang; Ping;Wan; Xia;Zhang; Yinbo;Jiang; Mulan
  • 通讯作者：
    Mulan

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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

        graph TD
          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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