基于生物催化剂构建的细胞耐溶剂表型分子机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21276112
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0812.生物化工与合成生物工程
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Biocatalysis is a green technology compared with traditional chemistry and chemical process. However, industrial application of whole-cell biocatalysis is usually hindered by the toxicity of most organic solvents. The organic-solvent-tolerant (OST) mechanisms of microbial cells have been investigated since the first OST strain P. putida was reported in 1989. However, The OST mechanisms of microorganisms are not completely understood so far. In this study, proteomic analysis will be applied to analyze total cellular protein samples of OST adaptive mutants, Pseudomonas putida JUCT1 and Escherichia coli JUCT609, to identify OST associated proteins and to further understand its machinery. Additionally, global transcription machinery engineering (gTME) in combining with DNA microarray will be applied to improve organic-solvent tolerance of non-OST Escherichia coli strains, and the underlying mechanism of the OST phenotype will also be elucidated. Therefore, this study is important for understanding the microbial OST mechanisms, and will provide molecular basis and feasible approach for constructing Escherichia coli as well as other Gram-negative OST strains with independent intellectual property for industrial whole-cell biocatalysis applications.
生物催化是最绿色的技术之一,而有机溶剂对于微生物细胞的毒性往往成为限制整体细胞生物催化剂工业化应用的最大障碍之一。有关微生物细胞耐溶剂性的分子机制是国际上的研究热点,相关机制尚待建立和完善。本课题拟从耐溶剂驯化菌株Pseudomonas putida JUCT1和Escherichia coli JUCT609出发,一方面采用蛋白质组学方法,进行全基因组的表达水平分析,鉴定与细胞耐溶剂性相关的基因并研究其作用机制;另一方面采用全局转录机制调控手段,并结合基因芯片技术,研究与细胞耐溶剂表型相关的全局转录调控机制。基于以上耐溶剂性相关基因和全局转录调控机制的研究,建立和完善微生物细胞溶剂耐受性的分子机制,为构建包括大肠杆菌和其它革兰氏阴性菌的耐溶剂性整体细胞生物催化剂提供理论依据和有效途径。因此,本课题对开发有实际应用价值和自主知识产权的耐溶剂型整体细胞生物催化剂具有重要意义。

结项摘要

从自然界筛选获得的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)出发,驯化得到一株能够在60%(V/V)的环己烷中生长的菌株JUCT1。通过蛋白组学分析,从22个表达量差异均超过50%的蛋白质中,鉴定获得可显著提高大肠杆菌溶剂耐受性的3-羟基异丁酸脱氢酶编码基因mmsB。通过对全局转录因子σ70的编码基因rpoD进行随机突变构建突变文库,结合高通量筛选,获得σ70优良突变株C9和B8,分别能使大肠杆菌JM109耐受69%(v/v)环己烷和2%(v/v)丁醇。采用基因芯片分析方法研究B8基因组的转录水平差异。通过基因芯片数据分析,得到329个转录水平相差2倍以上的差异基因,包括197个上调基因和132个下调基因。揭示了相关基因通过调控细胞膜不饱和脂肪酸的合成、膜蛋白的合成、细胞膜脂肪酸组分等方面对提高微生物溶剂耐受性的作用机制。本研究对大肠杆菌中溶剂耐受性相关基因的作用机制进行了深入探究,为基因工程改造微生物提高其溶剂耐受性提供了理论依据。

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Asymmetric synthesis of lipitor chiral intermediate using a robust carbonyl reductase at high substrate to catalyst ratio
使用强大的羰基还原酶在高底物与催化剂比率下不对称合成立普妥手性中间体
  • DOI:
    10.1016/j.molcatb.2015.11.001
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu, Guo-Chao;Tang, Ming -Hui;Ni, Ye
  • 通讯作者:
    Ni, Ye
arcA基因提高大肠杆菌对有机溶剂的耐受性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    微生物学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩瑞枝;许国超;董晋军;倪晔
  • 通讯作者:
    倪晔
Crystal structure of tyrosine decarboxylase and identification of key residues involved in conformational swing and substrate binding.
酪氨酸脱羧酶的晶体结构以及参与构象摆动和底物结合的关键残基的鉴定
  • DOI:
    10.1038/srep27779
  • 发表时间:
    2016-06-13
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhu H;Xu G;Zhang K;Kong X;Han R;Zhou J;Ni Y
  • 通讯作者:
    Ni Y
Proteomic analysis of Pseudomonas putida reveals an organic solvent tolerance-related gene mmsB.
恶臭假单胞菌的蛋白质组学分析揭示了有机溶剂耐受性相关基因 mmsB
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0055858
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Ni Y;Song L;Qian X;Sun Z
  • 通讯作者:
    Sun Z
Carbonyl group-dependent high-throughput screening and enzymatic characterization of diaromatic ketone reductase
二芳酮还原酶的羰基依赖性高通量筛选和酶学表征
  • DOI:
    10.1039/c6cy00922k
  • 发表时间:
    2016-08
  • 期刊:
    Catalysis Science & Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Zhou Jieyu;Xu Guochao;Han Ruizhi;Dong Jinjun;Zhang Weiguo;Zhang Rongzhen;Ni Ye
  • 通讯作者:
    Ni Ye

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

利用定点突变法研究精氨酸脱亚胺酶活性的影响机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生物工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李利锋;倪晔;孙志浩
  • 通讯作者:
    孙志浩
精氨酸脱亚胺酶在大肠杆菌中的分泌型表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工业微生物
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李娜;倪晔;孙志浩
  • 通讯作者:
    孙志浩
精氨酸脱亚胺酶基因在大肠杆菌中的克隆、表达及纯化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    食品与生物技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘咏梅;倪晔;李娜;李利峰;孙志浩
  • 通讯作者:
    孙志浩
随机-半理性组合突变改造ω-转氨酶催化合成(R)-1-(1-萘基)乙胺
  • DOI:
    10.13345/j.cjb.200032
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    生物工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹旭东;韩瑞枝;方红辉;倪晔
  • 通讯作者:
    倪晔
一株精氨酸脱亚胺酶产生菌的筛选及鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工业微生物
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘咏梅;倪晔;孙志浩
  • 通讯作者:
    孙志浩

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

倪晔的其他基金

醇脱氢酶的人工辅酶偏好性进化及催化机制解析
  • 批准号:
    22377040
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于构象动力学揭示D-氨甲酰水解酶的催化稳定性机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
    面上项目
醇脱氢酶立体选择性识别大位阻双芳基酮的分子机制研究
  • 批准号:
    21776112
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
微生物精氨酸脱亚胺酶的改造和药用活性研究
  • 批准号:
    30900030
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 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 }}
{{ 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