乙酰化修饰调控氨同化的机制及对沙门氏菌致病性的影响

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31870021
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0103.微生物组学与代谢
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The metabolism of ammonia assimilation can provide the ammonia moiety for the amino acid synthesis, by balancing the level of glutamate and glutamine for the regulation of physiology and expression of the virulent proteins, and then having effect on the virulence of the Salmonella. Glutamate dehydrogenase (GDH) and glutamine synthetase (GS) are the key metabolic enzymes responsible for this process, and the adenylylation modification is the well-known protein translational modification for the GS and further ammonia assimilation regulation. We firstly reported that the acetylation is a conserved and global regulation mechanism from prokaryotes to eukaryotes. In preliminary study, we found that the enzymatic activities of GDH and GS are regulated by acetylation. However, the mechanism of how the acetylation modulates the enzymatic activities of GDH and GS for the ammonia assimilation and then regulates Salmonella virulence is not clear. In this study, we will uncover the molecular mechanism how the acetylation coordinating the enzymatic activities of GDH and GS, and discover the crosstalk mechanism between the acetylation and the adenylylation, and then demonstrate the role of acetylation in regulating Salmonella ammonia assimilation for its physiology and virulence. If it is well done, we can expand the basic theory how acetylation in participating in regulation of microbial metabolism, which can provide the new concept of Salmonella virulence and the new targets for the Salmonella-mediated diseases in clinic.
氨同化为氨基酸合成代谢提供氨基供体,通过调节胞内谷氨酸和谷氨酰胺水平影响沙门氏菌的生理及病理。谷氨酸脱氢酶(Glutamate dehydrogenase, GDH)和谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase, GS)是氨同化关键酶,腺苷酰化修饰调控GS酶活力。申请者在国际上首次报道蛋白的乙酰化修饰是一种保守和全局的代谢调控机制,且预实验结果表明乙酰化可以改变GDH和GS的酶活力,但乙酰化的GDH和GS如何参与氨同化,并进而调控沙门氏菌致病性及其相关机理尚不清楚。基于此,本研究拟解析乙酰化调控沙门氏菌GDH和GS酶活力的机制,揭示GS乙酰化修饰和腺苷酰化修饰的相互作用模式,并阐明乙酰化修饰调控沙门氏菌氨同化的生理和病理意义。项目研究成果有望进一步完善乙酰化参与微生物代谢调控的基础理论,为沙门氏菌的致病性提供新的作用机制,也将为沙门氏菌感染导致的临床相关疾病的干预提供新靶点。

结项摘要

本研究对乙酰化如何协同调控氨同化和碳代谢进行了研究。以氨同化关键酶GS和GDH为切入点,首先确定GS和GDH是被乙酰化修饰调控的,然后确定其乙酰化的上游信号,并对其乙酰化修饰酶进行确认;然后对乙酰化与GS上的腺苷酰化相互作用进行了深入研究,发现乙酰化可以激活被腺苷酰化失活的GS而不能激活没有被腺苷酰化失活的GS;通过分子模拟技术,在结构水平对乙酰化调控GS和GDH的分子机制进行了探讨,发现乙酰化可以使腺苷酰化的GS发生别构效应,从而使底物分子更容易进入到活性中心,进而激活被腺苷酰化失活的GS,相比较而言GDH的K128的乙酰化则封闭了底物分子进入活性中心的通道,从而抑制了GDH的活力。进一步从葡萄糖响应实验、生长表型互补实验和比活力实验三方面对乙酰化协同调控氨同化和碳代谢的生理意义进行了研究;并利用遗传敲除技术,构建乙酰化突变的菌株感染小鼠,评估小鼠粪便中的活菌数和小鼠的体重下降,研究乙酰化在沙门氏菌的致病过程中发挥重要的作用。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Glutamate dehydrogenase enables Salmonella to survive under oxidative stress and escape from clearance in macrophages
谷氨酸脱氢酶使沙门氏菌能够在氧化应激下生存并逃避巨噬细胞的清除
  • DOI:
    10.1002/1873-3468.14247
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    FEBS LETTERS
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Huang Xi;Lao Wenji;Zhou Youci;Sun Yunwei;Wang Qijun
  • 通讯作者:
    Wang Qijun
mTOR-Mediated Cell Death and Infection
mTOR 介导的细胞死亡和感染
  • DOI:
    10.1097/im9.0000000000000063
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    Infectious Microbes & Diseases
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Song;Wang Qijun;Su Bing
  • 通讯作者:
    Su Bing
Intestinal fatty acid binding protein: A rising therapeutic target in lipid metabolism
肠脂肪酸结合蛋白:脂质代谢中一个新兴的治疗靶点
  • DOI:
    10.1016/j.plipres.2022.101178
  • 发表时间:
    2022-07-04
  • 期刊:
    PROGRESS IN LIPID RESEARCH
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Huang, Xi;Zhou, Youci;Wang, Qijun
  • 通讯作者:
    Wang, Qijun
Antibiotics exacerbated colitis by affecting the microbiota, Treg cells and SCFAs in IL10-deficient mice
抗生素通过影响 IL10 缺陷小鼠的微生物群、Treg 细胞和 SCFA 来加剧结肠炎
  • DOI:
    10.1016/j.biopha.2019.108849
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    BIOMEDICINE & PHARMACOTHERAPY
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Shen, Bo;Hu, Jiajia;Wang, Qijun
  • 通讯作者:
    Wang, Qijun

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其他文献

植物生长物质处理对花魔芋产生多叶的影响
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  • 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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