工业用腈水合酶全新蛋白质翻译后调节体系self-subunit swapping的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31070711
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    周哲敏
  • 依托单位：
    江南大学
  • 学科分类：
    C0505.蛋白质、多肽与酶生物化学
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

在对工业用酰胺生产菌Rhodococcus rodocroses J1中腈水合酶合成机理的研究过程中，发现了一种全新的蛋白质翻译后调节体系：self-subunit swapping(亚基自身交换)。此外，在亚基自身交换的研究过程中，首次发现了一种具有半胱氨酸氧化功能的机能蛋白质(e蛋白)。亚基自身交换揭示了蛋白质分子的一种新的表现形式，此项研究还有许多方面期待解明。本项研究运用分子生物学、蛋白质工学及生物物理学等试验手法，通过对亚基自身交换的过程、生理学意义及普遍性等几个方面的研究，全面阐明自身亚基交换的机理，揭示蛋白质大分子之间的相互作用关系，为提高腈水合酶的利用价值提供理论指导。同时，运用定点变异、质谱分析等手法、确立机能蛋白e的活性中心，揭示钴离子的结合与半胱氨酸的氧化对应关系等，全面阐明腈水合酶活性中心半胱氨酸的氧化机理。本结果对整个蛋白质领域的研究将具有重要作用。

结项摘要

在对工业用酰胺生产菌Rhodococcus rodocroses J1中腈水合酶合成机理的研究过程中，发现了一种全新的蛋白质翻译后调节体系：self-subunit swapping (亚基自身交换)。亚基自身交换揭示了蛋白质分子的一种新的表现形式，解明这种机制具有重大的意义。在以前的工作基础上，为了延续和拓展亚基自身交换的内容，我们选择了与其基因编码顺序有差异的Pseudomonas putida NRRL-18668来源的腈水合酶作进一步深入研究。在对P14K（P. putida NRRL-18668来源的腈水合酶的调控蛋白）在大肠杆菌中进行表达时发现其极易降解，通过点突变实验说明P14K降解符合细菌N端原则；在纯化分离P14K时，发现这种腈水合酶调控蛋白是一种P14K与α亚基形成的三聚体复合物α(P14K)2，并且发现单独的α亚基不能摄取钴离子，而只有在P14K的辅助下α亚基才能够摄取钴离子。通过截断实验、点突变实验和分子模拟分析发现，P14K的C端结构域是一段高度柔性且带正电的特征结构域，并且这一特征就是单独α亚基不能摄取钴离子而只有在P14K的辅助下才能够摄取钴离子的原因；通过设计多种突变体并结合腈水合酶钴离子扫描和活性恢复实验，证实了P. putida NRRL-18668来源的腈水合酶也具有相似的蛋白翻译后调节体系-亚基自身交换机制，这说明了亚基自身交换不仅存在于R. rodocroses J1来源的腈水合酶中也存在于与其基因编码顺序有差异的P. putida的腈水合酶中，说明亚基自身交换具有普遍性意义；通过构建遗传进化树分析这两种基因编码顺序有差异但都遵循亚基自身交换的腈水合酶，发现R. rodocroses J1的腈水合酶较P. putida的腈水合酶在生理进化上应该更具有优势。此外基于对亚基自身交换的深刻认识和理解，成功制作了一种不依赖该机制的性能更优良的新型融合腈水合酶突变体，丰富了亚基自身交换理论体系的内容；通过点突变实验和分子模拟分析，初步揭示了腈水合酶催化己二腈区域选择性的分子机制。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Self-subunit swapping occurs in another gene type of cobalt nitrile hydratase.
钴腈水合酶的另一种基因类型中发生自身亚基交换
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0050829
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    PloS one
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Liu Y;Cui W;Xia Y;Cui Y;Kobayashi M;Zhou Z
  • 通讯作者：
    Zhou Z
The order of expression is a key factor in the production of active transglutaminase in Escherichia coli by co-expression with its pro-peptide.
表达顺序是大肠杆菌通过与其前肽共​​表达产生活性转谷氨酰胺酶的关键因素
  • DOI：
    10.1186/1475-2859-10-112
  • 发表时间：
    2011-12-23
  • 期刊：
    Microbial cell factories
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Liu S;Zhang D;Wang M;Cui W;Chen K;Du G;Chen J;Zhou Z
  • 通讯作者：
    Zhou Z
pH-Dependent Activation of Streptomyces hygroscopicus Transglutaminase Mediated by Intein
内含肽介导的吸水链霉菌转谷氨酰胺酶的 pH 依赖性激活
  • DOI：
    10.1128/aem.02820-13
  • 发表时间：
    2013-11
  • 期刊：
    Appl. Environ. Microbiol.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Kun Du;Zhongmei Liu;Cui Wenjing;Yi Liu;Guocheng Du;Jian Chen;Zhemin Zhou
  • 通讯作者：
    Zhemin Zhou
Discovery of two transglutaminases derived from same zymogen for the Streptomyces hygroscopicus and analysis of their formation processes
吸水链霉菌中两种源自同一酶原的转谷氨酰胺酶的发现及其形成过程分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of the Science of Food and Agriculture
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    Zhou, Zhemin;Yang, Xiaoyan;Fang, Yueqin;Zhou, Shengmin;Liu, Song;Du, Guocheng;Du, Kun;Chen, Jian;Tao, Guanjun
  • 通讯作者：
    Tao, Guanjun
microRNA-133a regulates the cell cycle and proliferation of breast cancer cells by targeting epidermal growth factor receptor through the EGFR/Akt signaling pathway
microRNA-133a通过EGFR/Akt信号通路靶向表皮生长因子受体调节乳腺癌细胞的细胞周期和增殖
  • DOI：
    10.1111/febs.12398
  • 发表时间：
    2013-08-01
  • 期刊：
    FEBS JOURNAL
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Cui, Wenjing;Zhang, Shuai;Zhou, Zhemin
  • 通讯作者：
    Zhou, Zhemin

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其他文献

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    周哲敏
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  • 通讯作者：
    周哲敏
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    2010
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    --
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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    橋本義輝;崔天蔚;周哲敏;小林達彦
  • 通讯作者：
    小林達彦

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周哲敏的其他基金

基于腈水合酶底物选择性机制解析的手性α-羟基腈选择性催化分子改造
  • 批准号：
    32271301
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    2022
  • 资助金额：
    54 万元
  • 项目类别：
    面上项目
基因融合影响腈水合酶活性和稳定性的作用机制解析
  • 批准号：
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  • 批准年份：
    2018
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    面上项目

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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