基于分泌途径优化的还原型谷胱甘肽高产菌改造

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31100073
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    熊智强
  • 依托单位：
    中国科学院分子植物科学卓越创新中心
  • 学科分类：
    C0104.微生物遗传与生物合成
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

胞内还原型谷胱甘肽（GSH）积累反馈抑制γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶（GSH1）酶活是目前GSH高产菌改造中的瓶颈。直接从GSH1结构改造来解决反馈抑制难度非常大，通过显著增加GSH胞外分泌来解决是一个很好的替代方法。本项目以酿酒酵母T65为研究对象，利用反向代谢工程手段对GSH分泌途径进行优化。首先通过敲除编码GSH转运蛋白的hgt1基因来获得GSH过分泌表型的突变株，接着将此突变株和出发菌株进行比较蛋白质组学分析，研究细胞质、高尔基体、内质网和细胞膜蛋白的表达差异，找出限制GSH分泌的关键蛋白。最后通过对这些关键蛋白的改造，进一步提高细胞对GSH的分泌，解除对GSH1的反馈抑制，最终提高GSH生产水平。酵母GSH分泌途径未见报道，以上工作有望加深对酵母GSH分泌途径和分泌机制的理解，提高对GSH分泌途径改造能力，解除GSH对GSH1的反馈抑制，为GSH高产菌改造提供新的思路和手段。

结项摘要

胞内还原型谷胱甘肽（GSH）积累反馈抑制γ -谷氨酰半胱氨酸合成酶（GSH1）酶活是目前GSH 高产菌改造中的瓶颈。直接从GSH1 结构改造来解决反馈抑制难度非常大，通过显著增加GSH胞外分泌来解决是一个很好的替代方法。本项目以酿酒酵母为研究对象，利用反向代谢工程手段对GSH分泌途径进行优化，最终提高GSH产量。首先通过敲除编码GSH转运蛋白Hgt1基因来获得 GSH过分泌表型的突变株，接着基于酵母in silico全基因组代谢模型，构建GSH全基因组代谢模型，采用通量分布比较分析，找出提高细胞GSH生物合成的潜在强化、弱化和敲除靶点。通过对这些关键靶点基因的改造，进一步提高细胞合成GSH的能力。最后采用在线比生长速率控制策略，最终提高酵母GSH发酵生产水平，本项目研究结果为GSH高产菌改造提供新的思路和手段。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Significant expression of a Chinese scorpion peptide, BmK1, in Escherichia coli through promoter engineering and gene dosage strategy.
通过启动子工程和基因剂量策略在大肠杆菌中显着表达中国蝎肽 BmK1
  • DOI：
    10.1002/bab.1194
  • 发表时间：
    2014-07
  • 期刊：
    BIOTECHNOLOGY AND APPLIED BIOCHEMISTRY
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Wang, Jianfeng;Xiong, Zhiqiang;Yang, Yingying;Zhao, Na;Wang, Yong
  • 通讯作者：
    Wang, Yong
Draft Genome Sequence of Marine-Derived Streptomyces sp Strain AA0539, Isolated from the Yellow Sea, China
从中国黄海分离的海洋来源链霉菌菌株 AA0539 的基因组序列草案
  • DOI：
    10.1128/jb.01646-12
  • 发表时间：
    2012-12-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF BACTERIOLOGY
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Xiong, Zhi-Qiang;Wang, Yong
  • 通讯作者：
    Wang, Yong
Quantitative design of regulatory elements based on high-precision strength prediction using artificial neural network.
基于人工神经网络高精度强度预测的调节要素定量设计
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0060288
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    PloS one
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Meng H;Wang J;Xiong Z;Xu F;Zhao G;Wang Y
  • 通讯作者：
    Wang Y
复杂天然产物合成人工生物系统的设计与构建
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    生物工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汪建峰;蒙海林;熊智强;王勇
  • 通讯作者：
    王勇
Draft Genome Sequence of the Marine Streptomyces sp Strain AA1529, Isolated from the Yellow Sea
从黄海分离的海洋链霉菌菌株 AA1529 的基因组序列草案
  • DOI：
    10.1128/jb.01247-12
  • 发表时间：
    2012-10-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF BACTERIOLOGY
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Xiong, Zhi-Qiang;Wang, Yong
  • 通讯作者：
    Wang, Yong

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其他文献

合成生物学与天然产物开发
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    生命科学
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    --
  • 作者：
    汪建峰;蒙海林;熊智强;王勇;卢志国
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    卢志国
一株具有良好粘附性的植物乳杆菌的生物学特性及应用
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    工业微生物
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  • 作者：
    刘英男;王光强;夏永军;张汇;熊智强;艾连中
  • 通讯作者：
    艾连中
链球菌非编码小RNA研究进展
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  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
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  • 通讯作者：
    熊智强
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  • 发表时间：
    2022
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  • 作者：
    梁丽红;李辉;关莹杰;李哲远;杨晓辰;张汇;王光强;熊智强;艾连中;夏永军
  • 通讯作者：
    夏永军
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    2019
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  • 作者：
    孔令慧;赵林森;夏永军;张汇;艾连中;熊智强
  • 通讯作者：
    熊智强

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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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