产酶溶杆菌中小分子化学信号4-HBA调控抗菌物质HSAF合成的机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31872016
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C1406.生物防治
- 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
- 项目参与者:韩森; 杨明明; 徐康文; 宁扬; 张婷婷; 申希; 任双双;
- 关键词:
项目摘要
HSAF (Heat-stable antifungal antibiotic) is a secondary metabolite with a broad-spectrum antifungal activity produced by Lysobacter enzymogenes, a biological control agent. HSAF has a chemical structure different from any existing antifungal drugs and shows a novel mode of action and a unique biosynthetic mechanism. HSAF is also safe to plants, animals and environment. These unique features undoubtedly confer HSAF to be an ideal candidate for developing bio-pesticide in agriculture. In our previous works, we identified 4-HBA (4-hydroxybenzoic acid) as a new diffusible molecule produced by strain OH11 to control HSAF production. In strain OH11, LenB2 encodes an oxygenase and converts chorismate, the end-product shikimate pathway, to 4-HBA. For functional performance, 4-HBA directly interacts with its receptor protein, LysR (a transcription regulator with DNA binding domain) to help the binding of LysR to pHSAF (promoter region of the HSAF biosynthetic gene operon), leading to a precise regulation of HSAF biosynthesis in L. enzymogenes OH11. These findings reveal that 4-HBA is a diffusible molecule connecting metabolic shikimate pathway to a unique antifungal metabolite HSAF biosynthesis in bacteria. In this project, we found that LysR could specifically interact with L. enzymogenes YajQ, whose homolog proteins are known to mediate virulence of bacterial pathogens. The role and working mechanism of YajQ family proteins have never been documented in Lysobacter and other bacterial biological control agents. Notably, we further found that the YajQ-LysR interaction enhances the binding of LysR to pHSAF in vitro and facilities HSAF production in vivo, but the underlying mechanism remains poorly understood. Here, we aimed to understand: (i) how LysR and YajQLe interact; (ii) what is the biochemical basis and genetic significance for YajQ to enhance the binding of LysR to pHSAF; and (iii) if 4-HBA has an important role in YajQ-LysR-pHSAF interaction or triplet complex formation. If yes, what is the underlying mechanism and whether this molecular effect contributes to the production of antimicrobial factors, i.e. HSAF expressed by L. enzymogenes OH11. Our results are expected to reveal a new 4-HBA-mediated regulatory mechanism in Lysoabcter, and are also greatly beneficial for improvement HSAF production by engineering the 4-HBA regulatory network in L. enzymogenes.
HSAF是生防产酶溶杆菌中新发现的一种结构新颖、生物合成和作用方式独特、对环境安全、广谱抗真菌和卵菌的次生代谢产物。4-HBA(4-羟基苯甲酸)是菌株OH11中发现的一种新型小分子化学信号。该信号与下游受体转录因子LysR互作,有利于LysR结合在HSAF合成基因簇的启动子区(pHSAF),指导该基因簇的表达。本项目新发现菌株OH11体内的YajQ蛋白能与LysR互作。通过这种互作,YajQ能显著增强LysR结合pHSAF的能力,促进HSAF的合成。本项目旨在深入解析YajQ与LysR互作分子机制;阐明YajQ增强LysR-pHSAF复合物形成的生化基础及遗传学意义;探明4-HBA对YajQ-LysR-pHSAF互作的影响、作用机制及其对HSAF等生防因子形成的贡献。研究结果将以溶杆菌为材料揭示4-HBA发挥调控功能的新机制,也有助于通过分子改良4-HBA信号网络来提升HSAF的产量。
结项摘要
4-HBA(4-羟基苯甲酸)是产酶溶杆菌OH11中发现的一种新型小分子化学信号。该信号与下游受体转录因子LysR互作,有利于LysR结合在HSAF合成基因簇的启动子区(pHSAF),指导该基因簇的表达。本项目前期发现菌株OH11体内的YajQ蛋白能与LysR互作。通过这种互作,YajQ能显著增强LysR结合pHSAF的能力,促进HSAF的合成。本项目旨在深入解析YajQ与LysR互作的分子机制;阐明YajQ增强LysR-pHSAF复合物形成的生化基础及遗传学意义;探明4-HBA对YajQ-LysR-pHSAF互作的影响、作用机制及其对HSAF等生防因子形成的贡献。. 项目利用蛋白质亲和层析在菌株OH11鉴定了一个c-di-GMP的新受体蛋白YajQ(后命名为CdgL)。研究发现CdgL能与4-HBA的受体蛋白LysR特异性结合形成CdgL-LysR的蛋白复合物。该蛋白复合物能显著增强LysR直接结合在HSAF合成基因簇启动子区的能力,促进HSAF合成基因表达并提升HSAF产量。C-di-GMP结合CdgL或4-HBA结合LysR均能解离CdgL-LysR-DNA这个三者复合体,通过释放CdgL或LysR来解除其对HSAF合成的促进作用,实现c-di-GMP和4-HBA对HSAF合成协同调控,由此揭示了是生防细菌中两种截然不同的小分子化学信号交叉对话的一种新途径。. 上述基础研究新发现在PLoS Pathogens, Environmental Microbiology等领域内主流刊物上共发表项目标注的SCI论文12篇。在此基础上,本项目通过敲除菌株OH11体内的c-di-GMP合成酶来解除c-di-GMP对HSAF合成的抑制作用,结合发酵优化,提升HSAF产量150倍,据此创制了HSAF的凝胶剂和种衣剂,授权国家发明专利2项,加速了HSAF作为绿色生物农药创制的进程。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Functional divergence of flagellar type III secretion system: A case study in a non-flagellated, predatory bacterium.
鞭毛 III 型分泌系统的功能分歧:非鞭毛捕食性细菌的案例研究
- DOI:10.1016/j.csbj.2020.10.029
- 发表时间:2020
- 期刊:Computational and structural biotechnology journal
- 影响因子:6
- 作者:Fulano AM;Shen D;Zhang EH;Shen X;Chou SH;Minamino T;Puopolo G;Qian G
- 通讯作者:Qian G
Clp is a "busy" transcription factor in the bacterial warrior, Lysobacter enzymogenes.
Clp 是细菌战士溶酶杆菌中的一个“忙碌”转录因子
- DOI:10.1016/j.csbj.2021.06.020
- 发表时间:2021
- 期刊:Computational and structural biotechnology journal
- 影响因子:6
- 作者:Xu K;Lin L;Shen D;Chou SH;Qian G
- 通讯作者:Qian G
A non-flagellated, predatory soil bacterium reprograms a chemosensory system to control antifungal antibiotic production via cyclicdi-GMPsignalling
一种无鞭毛的捕食性土壤细菌重新编程化学感应系统,通过环二 GMP 信号控制抗真菌抗生素的产生
- DOI:10.1111/1462-2920.15191
- 发表时间:2020-09-09
- 期刊:ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
- 影响因子:5.1
- 作者:Xu, Kangwen;Shen, Danyu;Qian, Guoliang
- 通讯作者:Qian, Guoliang
Lysobacter enzymogenes antagonizes soilborne bacteria using the type IV secretion system
溶酶杆菌利用 IV 型分泌系统拮抗土传细菌
- DOI:10.1111/1462-2920.15662
- 发表时间:2021-07-14
- 期刊:ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
- 影响因子:5.1
- 作者:Shen, Xi;Wang, Bingxin;Qian, Guoliang
- 通讯作者:Qian, Guoliang
An intrinsic mechanism for coordinated production of the contact-dependent and contact-independent weapon systems in a soil bacterium.
土壤细菌中协调生产接触依赖和接触无关武器系统的内在机制
- DOI:10.1371/journal.ppat.1008967
- 发表时间:2020-10
- 期刊:PLoS pathogens
- 影响因子:6.7
- 作者:Yang M;Ren S;Shen D;Yang N;Wang B;Han S;Shen X;Chou SH;Qian G
- 通讯作者:Qian G
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
Identification and characterisation of two novel DSF-controlled virulence-associated genes within the nodB-rhgB locus of Xanthomonas oryzae pv. oryzicola Rs105
米黄单胞菌 nodB-rhgB 基因座内两个新型 DSF 控制的毒力相关基因的鉴定和表征。
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:Phytopathology
- 影响因子:3.2
- 作者:吴桂春;张玉强;钱国良;刘凤权
- 通讯作者:刘凤权
水稻细菌性条斑病菌中受DSF调控的鞭毛基因flgD、flgE的功能分析
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:微生物学报
- 影响因子:--
- 作者:殷芳群;赵延存;刘春晖;钱国良;范加勤;胡白石;刘凤权
- 通讯作者:刘凤权
产酶溶杆菌OH11双精氨酸转运系统关键基因tatC的功能分析
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:中国生物防治学报
- 影响因子:--
- 作者:徐菲菲;钱国良;汪郁兰;张娟;范加勤;胡白石;刘凤权
- 通讯作者:刘凤权
span style=font-family:quot;Times New Romanquot;;font-size:9pt;Roles of a solo LuxR in the biological control agent iLysobacter enzymogenes/i strain OH11/span
单独的 LuxR 在生物防治剂产酶溶杆菌菌株 OH11 中的作用
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:Phytopathology
- 影响因子:3.2
- 作者:钱国良
- 通讯作者:钱国良
产酶溶杆菌emrpfG/em基因的克隆与功能分析
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:南京农业大学学报
- 影响因子:--
- 作者:刘轶儒;徐菲菲;钱国良;范加勤;胡白石;刘凤权
- 通讯作者:刘凤权
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 }}
内容获取失败,请点击重试
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项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
钱国良的其他基金
趋化性变异系统Wsp在无鞭毛产酶溶杆菌中通过独特的c-di-GMP信号途径调控HSAF合成的机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2020
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
产酶溶杆菌中一个独特的c-di-GMP代谢基因lchR调控抗菌物质HSAF合成的机制研究
- 批准号:31572046
- 批准年份:2015
- 资助金额:65.0 万元
- 项目类别:面上项目
产酶溶杆菌中一个新型孤立LuxR蛋白调控抗菌物质HSAF生物合成的分子机制
- 批准号:31371981
- 批准年份:2013
- 资助金额:80.0 万元
- 项目类别:面上项目
产酶溶杆菌中热稳定抗菌因子HSAF上游调控因子的鉴定与功能解析
- 批准号:31101478
- 批准年份:2011
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
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 }}