海洋细菌分泌的PL18家族褐藻酸裂解酶的成熟机制及其N端结构域的功能

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41176130
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    72.0万
  • 负责人：
    陈秀兰
  • 依托单位：
    山东大学
  • 学科分类：
    D0604.生物海洋学与海洋生物资源
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

海洋碳循环的详细机制目前还很不清楚。海洋微生物分泌的糖水解酶类在海洋碳循环中起着重要作用。对这些糖水解酶的研究，可以揭示海洋中各种碳水化合物的降解机制，对海洋碳循环机制的阐明具有重要意义。海洋细菌Pseudoalteromonas sp. SM0524分泌的褐藻酸裂解酶Aly-SJ02属于多糖裂解酶PL18家族。该家族酶的成熟机制及其N端结构域的功能目前尚无报道。本课题以Aly-SJ02为例，研究PL18家族褐藻酸裂解酶的成熟机制及其N端结构域的功能。首先利用该酶的完整基因、N端结构域和催化结构域的异源表达、共表达和共复性等手段研究N端结构域对催化结构域折叠的影响；然后对重组表达的Aly-SJ02酶原、前体复合物和成熟酶进行结晶和晶体结构解析，通过定点和缺失突变分析N端结构域与催化结构域相互作用的关键位点；最后，结合结构和生化数据阐明Aly-SJ02的成熟机制及N端结构域在酶成熟中的作用。

结项摘要

海洋碳循环的详细机制目前还很不清楚。海洋微生物分泌的糖水解酶类在海洋碳循环中起着重要作用。对这些糖水解酶的研究，可以揭示海洋中各种碳水化合物的降解机制，对海洋碳循环机制的阐明具有重要意义。海洋细菌Pseudoalteromonas sp. SM0524分泌的褐藻酸裂解酶Aly-SJ02属于多糖裂解酶PL18家族。该家族酶的成熟机制、催化机制及其N端结构域的功能目前尚无报道。本课题以Aly-SJ02为例，研究PL18家族褐藻酸裂解酶的成熟机制及催化机制。首先利用该酶的完整基因、N端结构域和催化结构域的异源表达和共表达等手段研究N端结构域对催化结构域折叠的影响。根据研究结果阐明了该酶N端结构域对催化结构域折叠的影响及其在酶成熟过程中的功能。然后通过结晶获得了成熟酶和前体复合物中催化结构域的晶体结构，通过结构分析、定点突变分析和生化分析阐明了参与结合底物和催化底物的关键氨基酸位点。根据研究结果阐明了该酶的催化机制。这是首次阐明一个PL18家族褐藻酸裂解酶的催化机制。研究结果发表在生化领域的知名杂志Journal of Biological Chemistry。另外，本项目还研究了褐藻酸裂解酶Aly-SJ01的性质，研究了北极海带中产褐藻酸裂解酶细菌的筛选和所产褐藻酸裂解酶的适冷性分析。本项目还部分资助了海洋细菌木聚糖酶的研究、海洋细菌新种的鉴定和海洋细菌基因组的测序和序列分析。项目已资助发表SCI研究论文12篇，3篇genome announcement。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Albimonas pacifica sp. nov., isolated from seawater of the Pacific, and emended description of the genus Albimonas.
太平洋白单胞菌 sp.
  • DOI：
    10.1099/ijs.0.049742-0
  • 发表时间：
    2013-10
  • 期刊：
    International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Xiao-Yan Song;Xiu-Lan Chen;Bai-Cheng Zhou;Yu-Zhong Zhang
  • 通讯作者：
    Yu-Zhong Zhang
Arenitalea lutea gen. nov., sp. nov., a marine bacterium of the family Flavobacteriaceae isolated from intertidal sand.
黄沙仁属 gen.
  • DOI：
    10.1099/ijs.0.049304-0
  • 发表时间：
    2013-08
  • 期刊：
    International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Zhong Xu;Xiu-Lan Chen;Bai-Cheng Zhou;Yu-Zhong Zhang
  • 通讯作者：
    Yu-Zhong Zhang
Puniceibacterium antarcticum gen. nov., sp. nov., isolated from seawater.
南极石杆菌属
  • DOI：
    10.1099/ijs.0.057695-0
  • 发表时间：
    2014-05
  • 期刊：
    International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Dian-Li Zhao;Bai-Cheng Zhou;Mei Shi;Yu-Zhong Zhang
  • 通讯作者：
    Yu-Zhong Zhang
Genome Sequences of Type Strains of Seven Species of the Marine Bacterium Pseudoalteromonas
七种海洋假交替单胞菌典型菌株基因组序列
  • DOI：
    10.1128/jb.00265-12
  • 发表时间：
    2012-05-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF BACTERIOLOGY
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Xie, Bin-Bin;Shu, Yan-Li;Zhang, Yu-Zhong
  • 通讯作者：
    Zhang, Yu-Zhong
Development of a genetic system for the deep-sea psychrophilic bacterium Pseudoalteromonas sp. SM9913.
深海嗜冷细菌假交替单胞菌遗传系统的开发。
  • DOI：
    10.1186/1475-2859-13-13
  • 发表时间：
    2014-01-22
  • 期刊：
    Microbial cell factories
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Yu ZC;Zhao DL;Ran LY;Mi ZH;Wu ZY;Pang X;Zhang XY;Su HN;Shi M;Song XY;Xie BB;Qin QL;Zhou BC;Chen XL;Zhang YZ
  • 通讯作者：
    Zhang YZ

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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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