不同共代谢基质控制嗜麦芽寡养单胞菌的吡虫啉代谢途径的机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    30970040
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    戴亦军
  • 依托单位：
    南京师范大学
  • 学科分类：
    C0103.微生物组学与代谢
  • 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

微生物共代谢在难降解性有机物的生物降解中发挥了重要作用。课题组前期研究发现嗜麦芽寡养单胞菌可共代谢降解烟碱类农药吡虫啉（IMI）。添加不同共代谢基质产生不同的IMI降解途径。以糖为共代谢基质，IMI代谢途径为羟基化生成5-hydroxy IMI；以有机酸如丙酮酸钠、琥珀酸钠和乙酸钠等为共代谢基质，嗜麦芽寡养单胞菌可加速IMI降解，除羟基化途径外，该菌进行硝基还原，生成nitrosoimine IMI和urea IMI。本课题借助于嗜麦芽寡养单胞菌R551-3基因组和代谢组学分析，构建EMP途径，HMP途径和TCA循环和乙醛酸循环阻断的S. maltophilia R551-3的突变株，研究突变株对IMI代谢及其代谢途径的影响。通过上述研究，阐明共代谢基质的代谢途径对非生长基质降解的影响机制，并为采用微生物修复法减少IMI的环境污染提供理论依据。

结项摘要

烟碱类杀虫剂是一类高效、高选择性、对哺乳动物安全低毒的含氮杂环杀虫剂。吡虫啉(imidacloprid, IMI)是这类杀虫剂的主要和代表品种之一，目前已在全球超过120 多个国家和140 多种作物上使用。然而IMI在土壤中较为稳定，其土壤残留和产物受到了广泛的关注和研究。课题组发现嗜麦芽寡养单胞菌Stenotrophomonas maltophilia CGMCC 1.1788可通过烯式IMI（olefin IMI）途径快速降解IMI。S. maltophilia CGMCC 1.1788降解IMI为共代谢方式，即需要加入葡萄糖或琥珀酸等初级能源物质， IMI才能被降解。课题组发现不同初级能源物质可导致S. maltophilia CGMCC 1.1788 产生不同的IMI 代谢途径。以蔗糖为初级能源物质，S. maltophilia CGMCC 1.1788 代谢IMI 的途径为羟基化IMI 生成5-hydroxy IMI；以琥珀酸钠为初级能源物质，5-hydroxy IMI则进一步脱水生成olefin IMI。IMI的羟基化需要辅因子NAD(P)H，而5-hydroxy IMI进一步脱水不需要NAD(P)H，但是琥珀酸。NADPH促进IMI的羟基化显著高于NADH；NADPH抑制5-hydroxy IMI的脱水生成olefin IMI，而NADH则不抑制。通过上述研究，本课题组揭示若初级能源物质蔗糖经由HMP 途径代谢，其代谢过程中产生辅因子为NADPH，NADPH 被用于IMI 的羟基化，同时NADPH 抑制5-hydroxy IMI 脱水生成olefin IMI。初级能源物质琥珀酸钠则经由TCA 循环，不产生NADPH，因而不抑制5-hydroxy IMI 的脱水生成olefin IMI。本课题的研究有助于深入了解IMI的环境代谢机制。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Biotransformation of thianicotinyl neonicotinoid insecticides: Diverse molecular substituents response to metabolism by bacterium Stenotrophomonas maltophilia CGMCC 1.1788
噻烟基新烟碱类杀虫剂的生物转化：不同分子取代基对嗜麦芽寡养单胞菌细菌代谢的反应 CGMCC 1.1788
  • DOI：
    10.1016/j.biortech.2010.01.069
  • 发表时间：
    2010-06-01
  • 期刊：
    BIORESOURCE TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Dai, Yijun;Zhao, Yinjuan;Yuan, Sheng
  • 通讯作者：
    Yuan, Sheng
Metabolism of the Neonicotinoid Insecticides Acetamiprid and Thiacloprid by the Yeast Rhodotorula mucilaginosa Strain IM-2
粘红酵母菌 IM-2 菌株对新烟碱类杀虫剂啶虫脒和噻虫啉的代谢
  • DOI：
    10.1021/jf903787s
  • 发表时间：
    2010-02-24
  • 期刊：
    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Dai, Yi-Jun;Ji, Wei-Wei;Yuan, Sheng
  • 通讯作者：
    Yuan, Sheng
Biodegradation of the neonicotinoid insecticide thiamethoxam by the nitrogen-fixing and plant-growth-promoting rhizobacterium Ensifer adhaerens strain TMX-23
固氮促植物根际细菌 Ensifer adhaerens 菌株 TMX-23 对新烟碱类杀虫剂噻虫嗪的生物降解
  • DOI：
    10.1007/s00253-012-4638-3
  • 发表时间：
    2013-05
  • 期刊：
    Appl Microbiol Biotechnol
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhou Guang-can;Wang Ying;Zhai Shan;Ge Feng;Liu Zhong-hua;Dai Yi-jun;Yuan Sheng;Hou Jun-yi
  • 通讯作者：
    Hou Jun-yi
Different utilizable substrates have different effects on cometabolic fate of imidacloprid in Stenotrophomonas maltophilia
不同的可利用底物对嗜麦芽寡养单胞菌中吡虫啉的共代谢命运有不同的影响
  • DOI：
    10.1007/s00253-012-4444-y
  • 发表时间：
    2012-10
  • 期刊：
    Appl Microbiol Biotechnol
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liu Zhonghua;Yuan sheng;Dai Yijun;Huan Yu;Liu Zhenxing;Sun Lei;Zhou Qianwen;Zhang Wenjian;Sang Qi;Wei Hua
  • 通讯作者：
    Wei Hua
嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)R551-3四环素抗性消除的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    南京师大学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    马鹏娟;刘中华;戴亦军;袁生
  • 通讯作者：
    袁生

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其他文献

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  • 发表时间：
    2019
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  • 作者：
    郭静静;郭磊磊;赵云岫;葛峰;戴亦军
  • 通讯作者：
    戴亦军
瑞氏木霉内切葡聚糖酶II在大肠杆菌中的重组表达及重组酶性质测定
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    南京师大学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    雒军;戴亦军;魏炜;方何建;宫晓燕;袁生;杨纯
  • 通讯作者：
    杨纯
Ensifer meliloti 1021烟酰胺酶的酶学特性及3-氰基吡啶调控机理的研究
  • DOI：
    10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0027
  • 发表时间：
    2019-08
  • 期刊：
    生物技术通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郭静静;郭磊磊;赵云岫;戴亦军
  • 通讯作者：
    戴亦军
不同岩性组合条件下顶板采动效应研究
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  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    贵州大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    林健云;左宇军;王浩;于美鲁;税越;戴亦军;刘荣波
  • 通讯作者：
    刘荣波

其他文献

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戴亦军的其他基金

低营养诱导粘着箭菌啶虫脒腈水合酶基因pnhA表达的转录调控机制研究
  • 批准号：
    31970094
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  • 批准年份：
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  • 资助金额：
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相似国自然基金

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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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