源于Wickerhamomyces anomalus F1503醇酰基转移酶催化合成乙酸乙酯的分子机制解析

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基本信息

  • 批准号:
    31701592
  • 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:
    C2003.食品微生物学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Alcohol acyltransferase (AAT) is one kind of key esterifying enzymes that plays very important role in ester formation in baijiu. However, the effect of ATT on the ester formation in baijiu has not been widely concerned, especially the molecular mechanism of esterification. Therefore, the present project intends to explore the mechanism of ester formation affect by the ATT that from Wickerhamomyces anomalus F1503, a high ethyl acetate productive strain. Some major contents are included in our research paroral: first of all, determining the AAT and its key gene related to the synthesis of ethyl acetate, with the combination of tracking method, in vitro-reaction-system method and in vivo-induction method. Secondly, the key AAT will be obtained by recombinant technique and high density fermentation method, and then enzymatic characteristics and synthesis efficiency of the ATT will be analyzed. Thirdly, with the help of homology modeling, molecular docking and crystal analysis, the three-dimensional structure, as well as the catalytic active sites will be predicted to predict the catalytic mechanism. Some mutants contains key catalytic site will be constructed under gene mutation, and the key site / region mutation structure was analyzed by bioinformatics analysis. The role of key site and regions of ATT will be well explained by constructing the "gene-enzyme-structure" research system. Finally, the molecular mechanism of the synthesis of ethyl acetate catalyzed by ATT from Wickerhamomyces anomalus will be revealed.
醇酰基转移酶(AAT)是乙酸乙酯合成的关键酶,对白酒酯形成起着至关重要作用,但该作用尚未得到广泛关注,尤其是其催化酯合成的分子机制尚未明晰。本课题以高产乙酸乙酯的异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)F1503为素材,探究并解析其AAT对白酒酯的形成机理。利用发酵跟踪法、体外反应体系法和体内诱导法,从转录水平及酶催化特性确定合成乙酸乙酯关键AAT;采用重组技术及高密度发酵手段获取关键AAT,系统测定并分析其酶学特性,简析关键ATT催化合成效率;借助同源建模、分子对接和晶体解析手段,解析AAT空间结构及其催化活性位点,预测其催化机制;采用基因突变构建AAT关键催化位点突变体,辅以生物信息学解析技术,解析关键位点/区域突变结构,通过构建“基因-酶-结构”研究体系系统阐释AAT关键位点及区域的作用。最终,揭示W. anomalus AAT催化合成乙酸乙酯的分子机制。

结项摘要

醇酰基转移酶(AAT)是酵母合成酯类化合物的关键酶,产香酵母在白酒酿造过程中主要通过醇酰基转移酶作用合成不同种类的酯类化合物,但该作用近几年才得到关注,其催化合成酯类化合物的分子机制仍不明晰。本项目以高产乙酸乙酯的异常威克汉姆酵母为出发点,探究其合成乙酸乙酯的形成机理。结合前期优化发酵条件,通过转录组学分析确定了合成乙酸乙酯相关的酯合成相关的关键酯酶(11个)、脂肪酶(8个)、AAT(7个)、醇脱氢酶(7个)与单加氧酶(4个),并通过qPCR对7个AATs进行了验证;采用分子生物技术克隆转录组学确定的AATs,7个AATs都成功获得克隆,其中最为关键AAT酶gene00276克隆的Eat1在大肠杆菌中得到成功表达,其具有较强的乙酸乙酯合成能力,并且具有其他酯类合成能力,通过镍亲和层析获得该酶电泳级纯酶,并对其酶学性质进行了研究,同时采用同源建模和分子对接手段,初步设计了影响其催化的活性位点,预测了其催化机制。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Characterisation of physicochemical properties, flavour components and microbial community in Chinese Guojing roasted sesame-like flavour Daqu
郭井炒芝麻风味大曲理化性质、风味成分及微生物群落表征
  • DOI:
    10.1002/jib.583
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE INSTITUTE OF BREWING
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Fan, Guangsen;Du, Yihua;Li, Xiuting
  • 通讯作者:
    Li, Xiuting
Analysis of Physicochemical Indices, Volatile Flavor Components, and Microbial Community of a Light-Flavor Daqu
淡味大曲理化指标、挥发性风味成分及微生物群落分析
  • DOI:
    10.1080/03610470.2018.1424402
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY OF BREWING CHEMISTS
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Fan, Guangsen;Sun, Baoguo;Li, Xiuting
  • 通讯作者:
    Li, Xiuting
合成己酸乙酯酯化酶产生菌的鉴定及产酶条件优化
  • DOI:
    10.16429/j.1009-7848.2020.05.018
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国食品学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许春艳;孙宝国;徐友强;范光森;李秀婷
  • 通讯作者:
    李秀婷
Research progress in catalytic synthesis of ethyl acetate in Baijiu by alcohol acyltransferase.
  • DOI:
    10.16429/j.1009-7848.2020.11.034
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Fan Guangsen;Wang Yunzhong;Li Xiuting
  • 通讯作者:
    Li Xiuting
Roles of aging in the production of light-flavored Daqu
陈酿在淡味大曲生产中的作用
  • DOI:
    10.1016/j.jbiosc.2018.08.005
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Fan, Guangsen;Fu, Zhilei;Li, Xiuting
  • 通讯作者:
    Li, Xiuting

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其他文献

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    李秀婷
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  • 作者:
    滕超;鹿发展;范光森;李秀婷
  • 通讯作者:
    李秀婷

其他文献

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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

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          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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