NiSOD在维护聚球藻CC9311光合机构运转中的功能研究

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基本信息

  • 批准号：
    30970212
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    32.0万
  • 负责人：
    邱保胜
  • 依托单位：
    华中师范大学
  • 学科分类：
    C0203.植物光合与固氮
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

NiSOD是一种新型超氧化物歧化酶，目前在高等植物中还未有报道，而聚球藻CC9311是已测序的光合生物中唯一含有两个NiSOD编码基因（SYNC0755和SYNC2434）的物种。由于光合电子传递链是植物细胞中活性氧的主要产生部位，因此本项目拟从以下几方面揭示NiSOD对聚球藻CC9311光合机构运转的影响机理。采用免疫印迹和63Ni放射自显影方法，在不同细胞组分中鉴定SYNC0755和SYNC2434编码产物；采用痕量金属洁净技术，从生理水平研究镍饥饿对聚球藻CC9311光合作用与抗氧化系统的影响；通过插入失活构建SYNC0755和SYNC2434基因的突变株，分析突变株在光氧化胁迫和光抑制条件下的表型，从分子水平阐明这两个基因在维护聚球藻CC9311光合机构运转中的功能。本研究将拓展人们对光合生物抗氧化系统的认识，为NiSOD在农作物叶绿体基因工程中的应用提供理论依据。

结项摘要

以海洋聚球藻CC9311作为实验材料，对两个可能的NiSOD和一个潜在的Cu/ZnSOD进行了鉴定和胞内定位研究，并从生理和分子水平阐明光合生物中它们在维护光合机构运转中的功能。..首先，原核表达两个潜在的NiSOD编码基因和一个潜在的Cu/ZnSOD编码基因，分别制备多克隆抗体。通过免疫印迹反应发现聚球藻CC9311中SYNC2434基因不表达，结合SOD活性染色发现SYNC0755编码NiSOD，而SYNC1771编码Cu/ZnSOD。通过超速离心和蔗糖密度梯度离心分离聚球藻CC9311细胞组分，结合免疫印迹反应，发现NiSOD为可溶性蛋白，位于细胞质，而Cu/ZnSOD在细胞质和类囊体膜上均有分布。..其次，两种SOD必须螯合金属离子镍或铜才有催化活性，因而分析了镍和铜饥饿条件下聚球藻CC9311的生长和光合作用，发现在含镍和铜培养基中生长速率最大，但是线性光合电子传递速率在铜饥饿时比含镍和铜培养时显著加快，提出聚球藻CC9311中也存在PTOX类似物对线性电子传递链上的电子进行分流。与含镍和铜培养时相比，铜饥饿对聚球藻CC9311的PQ氧化无影响，QA氧化加快，而镍饥饿对聚球藻CC9311的QA氧化没有影响。对两种SOD进行蛋白定量分析，发现镍诱导NiSOD表达，铜诱导Cu/ZnSOD表达，但缺铜不能显著诱导NiSOD上调表达。..接下来，利用模式蓝藻集胞藻PCC 6803研究SYNC0755和SYNC1771基因的功能，构建了sod B-突变株（不完全突变）和PpetE调控的FeSOD突变株（完全突变）。将SYNC1771基因整合到sod B-突变株基因组上，以互补缺失的FeSOD功能，发现互补株中Cu/ZnSOD在细胞质和类囊体膜上均有分布。比较野生型、sod B-突变株与Cu/ZnSOD互补株，发现Cu/ZnSOD能互补FeSOD功能，有效地抵御MV和NF产生的氧化胁迫，且在抵御高光产生的氧化胁迫方面比FeSOD更有优势。由于蓝藻产生成熟的NiSOD需要经历复杂的翻译后加工过程，已将聚球藻CC9311的NiSOD、镍转运子SYNC0753及两个分子伴侣蛋白（SYNC0754和SYNC0756）在集胞藻PCC 6803中共表达。同时解决了长期困扰课题组的关键难点问题，构建了聚球藻CC9311的SYNC0755-基因突变株，目前已获得部分分离的敲降株。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Different responses of photosynthesis and flow cytometric signals to iron limitation and nitrogen source in coastal and oceanic Synechococcus strains (Cyanophyceae)
沿海和海洋聚球藻菌株（蓝藻）光合作用和流式细胞术信号对铁限制和氮源的不同反应
  • DOI：
    10.1007/s00227-011-1832-2
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Marine Biology
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Liu Shuwen;Qiu Baosheng
  • 通讯作者：
    Qiu Baosheng
Effects of iron on the growth and minimal fluorescence yield of three marine Synechococcus strains (Cyanophyceae)
铁对三种海洋聚球藻菌株（蓝藻纲）生长和最小荧光产量的影响
  • DOI：
    10.1111/j.1440-1835.2011.00636.x
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Phycological Research
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Liu Shuwen;Juneau Philippe;Qiu Baosheng
  • 通讯作者：
    Qiu Baosheng

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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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