基因组指导海洋来源金黄拟诺卡氏菌活性次级代谢产物的挖掘

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41806158
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0604.生物海洋学与海洋生物资源
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Marine-derived actinomycetes could form a special genetic, metabolic, physiological and biochemical mechanisms during environmental adaption and own the ability to produce various kinds of secondary metabolites. Thus, they are recognized as a critical source of lead compounds. Genome-based mining of bioactive secondary metabolites from marine-derived actinomycetes represents a new research trend. Nocardiopsis flavescens CGMCC 4.5723 is a marine-derived actinomycete isolated from the seashore of Lianyungang. Previous bioinformatics analyses revealed that there are 22 gene clusters for secondary metabolites in N. flavescens CGMCC 4.5723 genome. However, only the β-carboline alkaloids were identified from the conventional fermentation extracts, which means most of its gene clusters were still silent. In order to exploit the biosynthesis potential of N. flavescens CGMCC 4.5723, genome-based mining of bioactive secondary metabolites is employed in this project and the main methods and techniques are listed as follows: 1) gradient knockout of biosynthetic gene (clusters), genetic manipulation of transcriptional or regulatory genes and heterologous expression for the biosynthesis of secondary metabolites; 2) extensive media screening and orientation optimization of the culture as well as scale fermentation, extraction, isolation and purification; 3)various spectroscopic strategies for the structure elucidation of these isolated compounds and 4) biological activities evaluation including anti-pathogenic bacteria, anti-drug-resistant bacteria and anti-tumor activities towards the isolated compounds are screened to find those with significant activities. The project will provide a systematic technical platform for the genome mining of marine-derived actinomycetes and will supply significant lead compounds for the development of marine drugs with independent intellectual property rights.
海洋放线菌是先导化合物发现的重要源泉,在基因组信息指导下对其所蕴藏的活性次级代谢产物进行发掘是相关研究的新趋势。我们前期对一株海洋放线菌CGMCC 4.5723的序列进行分析,发现其具产22种次级代谢产物的潜能,但经菌株的常规发酵分离,仅获得1种生物碱类产物。这表明该菌株绝大多数次级代谢产物生物合成基因簇处于沉默状态。因此,本项目以深入发掘该菌株活性次级代谢产物的生产潜能为目标,综合运用1)次级代谢产物生物合成基因(簇)的梯度敲除、转录、调控基因的遗传操作和异源表达等技术;2)培养基的广泛筛选和定向优化以及规模化发酵、提取、分离纯化等手段;3)目标单体化合物结构鉴定的多种波谱学策略以及4)抗病原菌、抗耐药菌、抗肿瘤等多方面的生物学活性评价,从而针对性发掘菌株蕴藏的活性次级代谢产物。本项目的开展可为海洋放线菌产物的发掘建立系统的技术平台,也可为开发具我国自主知识产权的海洋药物提供先导化合物。

结项摘要

海洋放线菌蕴含丰富的药用先导化合物,在基因组信息指导下对其所藏活性次级代谢产物进行发掘是当前研究的新趋势。本项目系统利用了异源表达、辅因子工程、核糖体工程等多种基因组挖掘技术,激活并鉴定了海洋放线菌金黄拟诺卡氏菌(Nocardiopsis flavescens CGMCC 4.5723,CGMCC4.5723)中的10个活性代谢产物,其中包括3个新的β-咔啉生物碱。相关初步生物合成研究发现在不影响marinacarboline A相关生物合成基因簇nfmcb表达的情况下,倍增内源核黄素生物合成关键基因nfribA时,菌株marinacarboline A产量提高约一倍。体外生化实验证实NfMcbB能够催化L-Trp和methylglyoxal生成1-acetyl-3-carboxy-β-carboline和1-acetyl-β-carboline,表明NfMcbB为一个新发现的Pictet-Spengler酶。同步利用构建的基因组挖掘平台,定向激活了另外一株放线菌Actinoalloteichus sp. AHMU CJ021中免疫抑制剂浅蓝霉素A的生物合成,提高其效价约14.6倍,达618.61±16.29 mg/L。初步的药理学实验证实浅蓝霉素A能调节人肾小管上皮细胞(HK2)炎症反应,后续可作为肾损伤和炎症的相关研究药物。本项目的开展不但建立起一个系统的海洋放线菌产物发掘技术平台,也为团队后续开发具有自主知识产权的海洋药物提供宝贵的先导化合物。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
[Development and application of ribosomal engineering in actinomycetes].
  • DOI:
    10.13345/j.cjb.210150
  • 发表时间:
    2022-02-25
  • 期刊:
    Sheng wu gong cheng xue bao = Chinese journal of biotechnology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xie, Yunchang;Yao, Shijie;Chen, Qi
  • 通讯作者:
    Chen, Qi
Pictet-Spengler酶的研究进展
  • DOI:
    10.13345/j.cjb.200064
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    生物工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢运昌;陈奇;张少飞;申传璞
  • 通讯作者:
    申传璞
Enhancement of marinacarboline A biosynthesis by optimizing the riboflavin supplement in marine derived Nocardiopsis flavescens CGMCC 4.5723
通过优化海洋来源的淡诺卡氏菌 CGMCC 4.5723 中的核黄素补充剂来增强 marinacarboline A 的生物合成
  • DOI:
    10.1007/s10529-019-02698-y
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Biotechnology Letters
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Chen Qi;Wu Choufei;Zhang Yuan;Liu Xiaoying;Chen Junyu;Lei Lei;Xie Yunchang
  • 通讯作者:
    Xie Yunchang
Activation and enhancement of caerulomycin A biosynthesis in marine-derived Actinoalloteichus sp. AHMU CJ021 by combinatorial genome mining strategies
海洋源放线放线菌中青霉素 A 生物合成的激活和增强。
  • DOI:
    10.1186/s12934-020-01418-w
  • 发表时间:
    2020-08-06
  • 期刊:
    MICROBIAL CELL FACTORIES
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Xie, Yunchang;Chen, Jiawen;Chen, Qi
  • 通讯作者:
    Chen, Qi

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

点击化学在食品安全检测中的应用研究进展
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1004-4957.2021.05.004
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    分析测试学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢桂芳;苏本超;谢晓霞;孙志昶;陈奇;曹宏梅;刘星
  • 通讯作者:
    刘星
抗血小板聚集作用机制研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华中医药学刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许丹丹;徐雅娟;解生旭;刘悦;宝艳儒;陈奇
  • 通讯作者:
    陈奇
页岩纳米级孔隙在有机质熟化过程中的演化特征及影响因素
  • DOI:
    10.11781/sysydz201906901
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    石油实验地质
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李楚雄;肖七林;陈奇;蒋兴超
  • 通讯作者:
    蒋兴超
3D打印技术在矿床学中的应用研究——以内蒙古乌力吉敖包萤石矿Ⅲ号矿体为例
  • DOI:
    10.13712/j.cnki.dzykt.2018.04.017
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    地质与勘探
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈奇;邹灏;李欣宇;刘行;李阳
  • 通讯作者:
    李阳
大气颗粒物中生物质燃烧示踪化合物的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    环境化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王鑫彤;鞠法帅;韩德文;陈奇;汪午
  • 通讯作者:
    汪午

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码