古菌Haloferax sp. strain D1227 通过龙胆酸分解代谢3-苯丙酸的分子机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31570100
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C0106.微生物与环境互作
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:刘琨; 赵环; 邓诗凯; 巩红云;
- 关键词:
项目摘要
The mechanisms of bacterial catabolism of aromatic compounds have been illustrated in many cases. In contrast, no single catabolic pathway for aromatics degradation in archaea has been identified at the molecular level. 3-Phenylpropionate, an important intermediate of lignin degradation and various industries, widely and abundantly exists in nature. It is known that bacteria degrade 3-phenylpropionate only via catechol as the ring-cleavage intermediate. Haloferax sp. strain D1227, a halophilic archaea, is able to catabolize 3-phenylpropionate via gentisate as the ring-cleavage intermediate. However, the complete catabolic pathway has not been reported at biochemical and genetic level. In this proposed study, the complete 3-phenylpropionate catabolic gene cluster involved in the degradation of 3-Phenylpropionate via gentisate in strain D1227 will be identified by genome sequencing together with bioinformatics analysis and/or genomic library screening. The physiological and biochemical functions of catabolic genes involved in this pathway will be characterized through gene clone, protein expression in vitro, product identification and so on, combined with archaea unique genetic manipulation systems. The functions and properties of the key enzymes in this pathway will be investigated in great details. In the case of archaea, the findings from this study will hopefully reveal, for the first time, the pathway for 3-phenylpropionate catabolism via gentisate at molecular, biochemical, and genetic levels in prokaryotes. In particular, the diversity of gentisate pathway in prokaryotes will also be elucidated. It is also of great help to explore the catabolic diversity for the aromatic degradation and illustrate the adaptive evolution strategies of prokaryote in their catabolism, as well as the possible difference in aromatic compounds degradation between archaea and bacteria.
许多芳烃的细菌代谢途径已得到透彻解析,而古菌代谢芳烃研究屈指可数,且完整代谢途径无分子水平的研究。3-苯丙酸广泛存在于自然界,是木质素代谢中间产物和重要工业原料。目前细菌中只发现通过邻苯二酚代谢3-苯丙酸,而古菌Haloferax sp. strain D1227有证据表明通过龙胆酸代谢,但其完整代谢途径无遗传和生化水平报道。本研究拟以古菌D1227为研究对象,通过基因组测序、生物信息学分析或基因组文库预测通过龙胆酸代谢3-苯丙酸的基因簇;利用古菌遗传表达系统进行基因克隆表达并分析酶促反应产物鉴定代谢基因簇的功能;纯化顺序催化3-苯丙酸生成龙胆酸及龙胆酸代谢的关键酶或新型酶,并进行动力学研究。本研究将首次从分子、生化和遗传学水平阐明原核生物(包括古菌)通过龙胆酸代谢3-苯丙酸的完整代谢途径及龙胆酸途径的多样性,从而阐明原核生物代谢芳烃的多样性及进化策略,并揭示古菌和细菌代谢芳烃的可能差异。
结项摘要
许多芳烃的细菌代谢途径已得到透彻解析,而古菌代谢芳烃研究屈指可数,且完整代谢途径无分子水平的研究。本研究证明嗜盐古菌D1227利用苯甲酸(BA)、3-羟基苯甲酸(3HBA)、苯丙酸(3PP)和苯乙酸(PAA)为唯一碳源和氮源生长时,其中龙胆酸1,2-双加氧酶(GDO)活力不受3HBA诱导,而龙胆酸(GA)途径中的顺丁烯二酸单酰丙酮酸(MP)水解酶(Maleylpyruvate hydrolase, MPH)活力受其诱导。通过基因组测序和序列比对,在D1227基因组序列中发现了两个编码GDO的基因(hagA1和hagA2)和可能编码MPH的基因(hagF1和hagF2)。将目的基因在古菌宿主H1424中表达,纯化的HagA1和HagA2具有GDO活力,其中HagA1活性依赖于Fe2+而HagA2不依赖;HagF2具有MPH活力,而HagF1没有MP水解酶或异构酶活力。3个潜在的顺序催化3HBA生成龙胆酸的关键酶3-羟基苯甲酰辅酶A (3HBA-CoA)连接酶HagL,3HBA-CoA羟化酶HagH和龙胆酰辅酶A (GA-CoA)硫酯酶HagT的编码基因,共同转入大肠杆菌中做生物转化实验,9h后检测到3HBA浓度降低了85%。将HagL单独克隆到古菌宿主H1424中表达,其细胞抽提液对六种芳香酸具有活力,其为底物范围较广的芳香酸辅酶A连接酶。从而证明古菌D1227通过龙胆酸直接水解途径降解多种芳香酸。基因sodA和sodB在E.coli BL21(DE3)和Burkholderia sp. SJ98中分别异源表达均具有超氧化物歧化酶活力。在添加500mM NaCl的M9培养基,以葡萄糖或4-硝基苯酚为碳源时,菌株SJ98[pBBR-sodA]仍可正常生长和降解底物,而对照菌株的生长和降解能力几乎丧失。SodAD1227和SodBD1227均具有Fe/Mn-SOD家族的经典结构特征。另一株嗜盐古菌WFD11能以3HBA和3PP为唯一碳源和能源生长,具有GDO基因hagA,其粗酶液和纯化蛋白HagA均具GDO的活性,催化GA开环生成MP;HagA的GDO比活力为0.0248U/mg,且其活性不依赖于Fe2+,且其是组成型表达。本研究为阐明原核生物代谢芳烃的多样性及进化策略,并揭示古菌和细菌代谢芳烃的可能差异奠定了基础。
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)
石油基塑料的微生物降解
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:生物工程学报
- 影响因子:--
- 作者:许楹;殷超凡;岳纹龙;周宁一
- 通讯作者:周宁一
嗜盐古菌Haloferax volcanii WFD11中龙胆酸1,2-双加氧酶HagA的研究
- DOI:10.13344/j.microbiol.china.170168
- 发表时间:2017
- 期刊:微生物学通报
- 影响因子:--
- 作者:巩红云;周羽;许楹;周宁一
- 通讯作者:周宁一
Microbial remediation of aromatics-contaminated soil
芳香烃污染土壤的微生物修复
- DOI:10.1007/s11783-017-0894-x
- 发表时间:2017
- 期刊:Frontiers of Environmental Science & Engineering
- 影响因子:6.4
- 作者:Xu Ying;Zhou Ning-Yi
- 通讯作者:Zhou Ning-Yi
三氯卡班降解菌株Sphingomonas sp.YL-JM2C中多个邻苯二酚双加氧酶的功能
- DOI:10.13344/j.microbiol.china.170100
- 发表时间:2017
- 期刊:微生物学通报
- 影响因子:--
- 作者:李朔;许楹;周宁一
- 通讯作者:周宁一
A two-component monooxygenase initiates a novel 2-bromo-4-nitrophenol catabolic pathway in newly isolated Cupriavidus sp. strain NyZ375
在新分离的 Cupriavidus sp. 中,双组分单加氧酶启动了一种新型 2-bromo-4-硝基苯酚分解代谢途径。
- DOI:10.1016/j.ibiod.2019.03.013
- 发表时间:2019
- 期刊:International Biodeterioration & Biodegradation
- 影响因子:4.8
- 作者:Li Yang Yang;Liu Hong;Xu Ying;Zhou Ning Yi
- 通讯作者:Zhou Ning Yi
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
三氯卡班降解菌株Sphingomonas sp.YL-JM2C中多个邻苯二酚双加氧酶的功能
- DOI:10.13344/j.microbiol.china.170100
- 发表时间:2017
- 期刊:微生物学通报
- 影响因子:--
- 作者:李朔;许楹;周宁一
- 通讯作者:周宁一
深渊来源Citricoccus sp.strain NyZ702的分离培养及其降解4-羟基苯甲酸的特性
- DOI:10.13344/j.microbiol.china.210180
- 发表时间:2021
- 期刊:微生物学通报
- 影响因子:--
- 作者:凌浩;许楹;周宁一
- 通讯作者:周宁一
嗜盐古菌Haloferax volcanii WFD11中龙胆酸1,2-双加氧酶HagA的研究
- DOI:10.13344/j.microbiol.china.170168
- 发表时间:2017
- 期刊:微生物学通报
- 影响因子:--
- 作者:巩红云;周羽;许楹;周宁一
- 通讯作者:周宁一
深渊沉积物中盐单胞菌(Halomonas sp.) NyZ771菌株的分离培养及其降解芳香酸的研究
- DOI:10.13344/j.microbiol.china.220150
- 发表时间:2022
- 期刊:微生物学通报
- 影响因子:--
- 作者:赖鑫婷;凌浩;周宁一;许楹
- 通讯作者:许楹
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:
许楹的其他基金
芽孢杆菌PVC-6B降解聚氯乙烯塑料的机理研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:54 万元
- 项目类别:面上项目
Mycobacterium vanbaalenii PYR-1多环芳烃双加氧酶的结构与催化功能的研究
- 批准号:
- 批准年份:2020
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
近海微生物驱动的木质素降解及其碳循环机制
- 批准号:91951106
- 批准年份:2019
- 资助金额:78.0 万元
- 项目类别:重大研究计划
恶臭假单胞菌NCIMB9869降解芳烃污染物3,5-二甲基苯酚的代谢途径研究
- 批准号:31370094
- 批准年份:2013
- 资助金额:80.0 万元
- 项目类别:面上项目
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 }}